| Часть серии по |
| Физическая космология |
|---|
 |
|
Категория | Эта статья требует внимания специалиста по астрономии или физике . ( Февраль 2009 г. ) |
Светлая темная материя в астрономии и космологии - это кандидаты в слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPS) темной материи с массой менее 1 ГэВ . [1] Эти частицы тяжелее теплой темной материи и горячей темной материи , но легче, чем традиционные формы холодной темной материи , такие как массивные компактные гало-объекты (MACHO). Ли - Вайнберга связан [2] ограничивает массу привилегированного кандидата вещества темного, WIMPs, которые взаимодействуют с помощью слабого взаимодействияГэВ. Эта оценка возникает следующим образом. Чем меньше масса вимпов, тем меньше сечение аннигиляции, которое имеет порядок , где m - 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 ГэВ, плотность реликтов WIMP закроет Вселенную.
Некоторые из немногих лазеек, позволяющих избежать ограничения Ли-Вайнберга без введения новых сил ниже электрослабой шкалы, были исключены экспериментами на ускорителях (например, ЦЕРН , Теватрон ) и при распадах B-мезонов . [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, делая их совместимыми с экспериментами на ускорителях. [4] [5] [6]
Мотивация [ править ]
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 центре Галактики, наблюдаемого ИНТЕГРАЛом , избытка гамма-лучей из центра галактики [7] и внегалактических источников. Также высказывалось предположение, что светлая темная материя может объяснить небольшое расхождение в измеренных значениях постоянной тонкой структуры в разных экспериментах. [8]
См. Также [ править ]
- Аксион
- Аксионский эксперимент с темной материей
- Ореол темной материи
- Минимальная суперсимметричная стандартная модель
- Нейтралино
- Скалярное поле темная материя
- Слабо взаимодействующие массивные частицы
Ссылки [ править ]
- ^ 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 . DOI : 10.1051 / EAS: 2006072 .
- ^ Lee BW ; Вайнберг С. (1977). "Космологическая нижняя граница масс тяжелых нейтрино". Письма с физическим обзором . 39 (4): 165–168. Bibcode : 1977PhRvL..39..165L . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.39.165 .
- ^ Bird, C .; Ковалевски, Р .; Поспелов, М. (2006). «Рождение пар темной материи при переходах b → s». Мод. Phys. Lett. . 21 (6): 457–478. arXiv : hep-ph / 0601090 . Bibcode : 2006MPLA ... 21..457B . DOI : 10.1142 / S0217732306019852 . S2CID 119072470 .
- ^ Boehm, C .; Файет, П. (2004). «Кандидаты на Скалярную Темную Материю». Ядерная физика Б . 683 (1–2): 219–263. arXiv : hep-ph / 0305261 . Bibcode : 2004NuPhB.683..219B . DOI : 10.1016 / j.nuclphysb.2004.01.015 . S2CID 17516917 .
- ^ Boehm, C .; Fayet, P .; Силк, Дж. (2004). «Легкие и тяжелые частицы темной материи». Physical Review D . 69 (10): 101302. arXiv : hep-ph / 0311143 . Bibcode : 2004PhRvD..69j1302B . DOI : 10.1103 / PhysRevD.69.101302 . S2CID 119465958 .
- Перейти ↑ Boehm, C. (2004). «Влияние нового легкого калибровочного бозона на физику нейтрино». Physical Review D . 70 (5): 055007. arXiv : hep-ph / 0405240 . Bibcode : 2004PhRvD..70e5007B . DOI : 10.1103 / PhysRevD.70.055007 . S2CID 41227342 .
- ^ Beacom, JF; Белл, Н.Ф .; Бертоне, Г. (2005). "Гамма-излучение на производство галактических позитронов МэВ темной материей". Письма с физическим обзором . 94 (17): 171301. arXiv : astro-ph / 0409403 . Bibcode : 2005PhRvL..94q1301B . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.94.171301 . PMID 15904276 . S2CID 20043249 .
- ^ Boehm, C .; Аскасибар, Ю. (2004). «Больше доказательств в пользу частиц Светлой Темной Материи?». Physical Review D . 70 (11): 115013. arXiv : hep-ph / 0408213 . Bibcode : 2004PhRvD..70k5013B . DOI : 10.1103 / PhysRevD.70.115013 . S2CID 119363575 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Бертоне, Джанфранко (2010). Темная материя из частиц: наблюдения, модели и поиски . Издательство Кембриджского университета . п. 762. Bibcode : 2010pdmo.book ..... B . ISBN 978-0-521-76368-4.
