近日，玉溪师范学院主导的研究成果在国际天文学期刊《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）发表系列文章，其中一项研究首次系统构建类轴子（ALP）与洛伦兹不变性破缺（LIV）协同作用的统一物理框架——ALP-LIV协同模型，成功解释了 GRB 221009A 伽马射线暴的极端能量观测现象，为探索超出标准模型的新物理提供了关键线索。中国科学院云南天文台、湖南师范大学等单位的科研团队参与了该项研究工作。

GRB 221009A 是人类迄今记录到的最亮伽马射线暴，我国 LHAASO 观测站探测到其高达 18 TeV 的光子，Carpet-3 实验更是报告了能量约 300 TeV 的极端事件。按照传统天体物理理论，如此高能的伽马射线在宇宙传播过程中会因与河外背景光（EBL）相互作用产生正负电子对而被强烈吸收，无法抵达地球。这一观测与理论的矛盾，长期困扰着天文学界。

此前，科研界曾分别尝试用 ALP 振荡或 LIV 效应解释这一异常现象，但均未能完全匹配观测数据。ALP 作为标准模型之外的假想粒子，可在宇宙磁场中与光子相互振荡，帮助光子规避吸收，但单独作用无法解释 300 TeV 光子的存活；LIV 则认为在量子引力尺度下，狭义相对论的洛伦兹不变性可能破缺，会改变光子相互作用阈值，但单独作用无法兼容 10-30 TeV 能段的观测结果。

玉溪师范学院李怀珍、高全归等教授担任共同通讯作者、秦龙华副教授为第一作者，马驹、王翱、那维炜博士重点参与。团队牵头提出创新性研究思路，在国际上，首次将两种机制纳入统一框架，通过修改ALP的传播矩阵，融入LIV效应，系统性的揭示了其协同作用机制。团队通过贝叶斯参数推断和光谱拟合发现，当 ALP 的耦合常数为 1.685×10⁻¹⁰ GeV⁻¹、质量为 9.545×10⁻⁸ eV，同时引入二次亚光速 LIV 修正（能量标度为 1.30×10⁻⁷倍普朗克能量）时，模型能完美复现 GRB 221009A 在 10-300 TeV 全能量范围的观测数据，其赤池信息准则（AIC）值仅为 25.63，远优于单独 ALP 模型（85.86）、单独 LIV 模型（135.33）及传统 EBL 吸收模型（192.46）。

该研究的科学意义重大：其一，首次从观测数据中证实 ALP 与 LIV 协同作用是解释宇宙极端高能伽马射线传播的可行方案，为解决长期存在的 "宇宙透明度异常" 问题提供了全新视角；其二，为超出标准模型的新物理研究搭建了重要桥梁，表明超高能伽马射线观测可作为探测量子引力效应和暗物质候选粒子的有效工具；其三，构建的统一框架具有普适性，可广泛应用于未来更多高能天体的观测分析。

此前，该团队已于2025年11月在The Astrophysical Journal发表重磅成果。该研究首次利用LHAASO观测数据，对 0.1–40 μm 波长范围内的EBL能谱分布实现系统性约束，所得结果与现有 EBL 模型及星系计数、红外巡天的观测极限高度一致—而星系计数法推导的结果普遍被认定为 EBL 的最低限度。研究同时指出，这个一致性或由未知原因导致的 EBL 吸收偏低所引发，为本次 ALP-LIV 协同模型的研究提供了自然的逻辑支撑。此次新成果的发布，是团队在该领域连续的重要突破，充分彰显了玉溪师范学院相关科研团队的过硬实力。

玉溪师范学院作为该项研究的核心牵头单位，依托物理学学科优势及玉溪师范学院JRT数据中心，并联合国内多家顶尖科研机构开展跨学科合作，在高能伽马射线传播理论研究领域取得了突破性进展。未来，学校科研团队将结合下一代切伦科夫望远镜阵列（CTA）的观测数据，进一步约束 ALP 和 LIV 的物理参数，为揭示宇宙极端物理环境和基本物理规律持续贡献力量。

该研究得到了国家自然科学基金、云南省科技创新团队、云南省中青年学术技术带头人后备人才、云南省科技厅地方高校联合专项、云南省教育厅等科研项目的资助。

论文链接：

论文一  https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae4c4d

论文二  https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae11a7