Светлая темная материя - Light dark matter

Смотрите также: Лямбда-CDM модель и Формирование галактики
Часть серии по
Физическая космология
Изображение полного неба, полученное по данным WMAP за девять лет
  • Категория Категория
  • Крабовидная туманность.jpg Астрономический портал

Светлая темная материя, в астрономия и космология, находятся темная материя слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPS) кандидаты с массой менее 1 ГэВ.[1] Эти частицы тяжелее, чем теплая темная материя и горячая темная материя, но они легче традиционных форм холодная темная материя, Такие как Массивные компактные гало-объекты (МАЧО). В Ли -Вайнберг граница [2] ограничивает массу предпочтительных кандидатов в темную материю, вимпов, которые взаимодействуют через слабое взаимодействие, до ГэВ. Эта оценка возникает следующим образом. Чем меньше масса вимпов, тем меньше сечение аннигиляции, которое порядка , куда м - масса вимпов, а M масса Z-бозона. Это означает, что вимпы с малой массой, которые в изобилии производились бы в ранней Вселенной, замерзают (то есть перестают взаимодействовать) намного раньше и, следовательно, при более высокой температуре, чем вимпы с большей массой. Это приводит к более высокой плотности реликтовых вимпов. Если масса меньше чем ГэВ, плотность реликвий вимпов должна была перекрыть Вселенную.

Некоторые из немногих лазеек, позволяющих избежать ограничения Ли-Вайнберга без введения новых сил ниже электрослабой шкалы, были исключены экспериментами на ускорителях (т.е. ЦЕРН, Теватрон ), а в распадах B-мезоны.[3]

Таким образом, жизнеспособным способом построения моделей легкой темной материи является постулирование новых легких бозонов. Это увеличивает сечение аннигиляции и уменьшает связь частиц темной материи со Стандартной моделью, что делает их совместимыми с экспериментами на ускорителях.[4][5][6]

Мотивация

В последние годы светлая темная материя стала популярной отчасти благодаря многочисленным преимуществам теории. Темная материя с энергией менее ГэВ использовалась для объяснения избытка позитронов в галактический центр наблюдается ИНТЕГРАЛ, избыток гамма излучение из галактического центра [7] и внегалактические источники. Также высказывалось предположение, что светлая темная материя может объяснить небольшое расхождение в измеренных значениях постоянной тонкой структуры в разных экспериментах.[8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Cassé, M .; Файет П. (4–9 июля 2005 г.). Светлая Темная Материя. 21-й Коллоквиум МАФ "Профили масс и формы космологических структур". Париж. arXiv:Astro-ph / 0510490. Bibcode:2006EAS .... 20..201C. Дои:10.1051 / eas: 2006072.
  2. ^ Ли Б.В.; Вайнберг С. (1977). "Космологическая нижняя граница масс тяжелых нейтрино". Письма с физическими проверками. 39 (4): 165–168. Bibcode:1977ПхРвЛ..39..165Л. Дои:10.1103 / PhysRevLett.39.165.
  3. ^ Bird, C .; Ковалевски, Р .; Поспелов, М. (2006). «Рождение пар темной материи при переходах b → s». Мод. Phys. Lett. А. 21 (6): 457–478. arXiv:hep-ph / 0601090. Bibcode:2006MPLA ... 21..457B. Дои:10.1142 / S0217732306019852. S2CID  119072470.
  4. ^ Boehm, C .; Файет, П. (2004). «Кандидаты на Скалярную Темную Материю». Ядерная физика B. 683 (1–2): 219–263. arXiv:hep-ph / 0305261. Bibcode:2004НуФБ.683..219Б. Дои:10.1016 / j.nuclphysb.2004.01.015. S2CID  17516917.
  5. ^ Boehm, C .; Fayet, P .; Силк, Дж. (2004). «Легкие и тяжелые частицы темной материи». Физический обзор D. 69 (10): 101302. arXiv:hep-ph / 0311143. Bibcode:2004ПхРвД..69дж1302Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.69.101302. S2CID  119465958.
  6. ^ Бём, К. (2004). «Влияние нового легкого калибровочного бозона на физику нейтрино». Физический обзор D. 70 (5): 055007. arXiv:hep-ph / 0405240. Bibcode:2004ПхРвД..70э5007Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.70.055007. S2CID  41227342.
  7. ^ Beacom, J.F .; Bell, N.F .; Бертоне, Г. (2005). "Гамма-излучение на производство галактических позитронов МэВ темной материей". Письма с физическими проверками. 94 (17): 171301. arXiv:astro-ph / 0409403. Bibcode:2005PhRvL..94q1301B. Дои:10.1103 / PhysRevLett.94.171301. PMID  15904276. S2CID  20043249.
  8. ^ Boehm, C .; Аскасибар, Ю. (2004). «Больше доказательств в пользу частиц Светлой Темной Материи?». Физический обзор D. 70 (11): 115013. arXiv:hep-ph / 0408213. Bibcode:2004ПхРвД..70к5013Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.70.115013. S2CID  119363575.

дальнейшее чтение