อนุภาคสสารมืด


21

สสารมืดดูเหมือนจะควบคุมองค์ประกอบของสสารในจักรวาลเมื่อเปรียบเทียบกับสสารที่ส่องสว่างหรือแบริออน แม้ว่ามันจะไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (มันไม่ดูดซับกระจายหรือปล่อยโฟตอน) แต่ก็มีภูเขาหลักฐานที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ สำหรับการดำรงอยู่ของมันผ่านการปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงกับดาวกาแลกซีและกระจุกดาวรวมทั้งอิทธิพล วัตถุที่อยู่ด้านหลังผ่านสิ่งที่รู้จักกันในชื่อเลนส์ความโน้มถ่วง

คำถามของฉันคืออะไรผู้สมัครอนุภาคที่มีแนวโน้มมากที่สุดของสสารมืดและการทดลองใดที่มีอยู่ในปัจจุบัน (หรือจะมีอยู่) เพื่อพยายามตอบคำถามนี้

คำตอบ:


10

เมื่อคุณพูดว่า "อนุภาค" ผู้สมัครผมถือว่าคุณไม่รวมMachosและRAMBOs MACHOs เป็นวัตถุ "มืด" ในระดับตัวเอกเช่นหลุมดำดาวนิวตรอนดาวแคระน้ำตาลเป็นต้น RAMBOs เป็นกลุ่มวัตถุมืดที่คล้ายกัน Macho และ RAMBOs นั้นทำมาจากสสารแบริออนเป็นหลัก (ทุกวันเช่นโปรตอนและนิวตรอน - อิเล็กตรอนไม่ใช่แบริออน แต่พวกมันก็สามารถเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งนี้ได้เช่นกัน)

สิ่งนี้ทำให้เรามีWIMPsและผู้สมัครอนุภาคอื่น ๆ ฉันไม่ทราบรายละเอียดของการทดลองใด ๆ ที่กำลังมองหาสิ่งเหล่านี้ (ฉันจะดูว่าฉันสามารถค้นหาและอัปเดตคำตอบได้ภายในสองสามวัน) แต่ผู้สมัครที่สำคัญคือ:

  • Neutrinos : มันไม่น่าเป็นไปได้อย่างมากที่สิ่งเหล่านี้จะประกอบขึ้นเป็นส่วนสำคัญของ DM ในจักรวาลของเรา แต่พวกเขาสมควรได้รับการกล่าวถึง
  • นิวตริโนปลอดเชื้อ (ฉันใช้คำศัพท์เฉพาะที่นี่ไม่ใช่ความหมายทั่วไป): นิวตริโนประเภทนี้ถนัดขวาและมีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วงเท่านั้น มีหลักฐานเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่าสิ่งเหล่านี้อาจมีอยู่
  • Axions : นี่คือสมมุติฐาน แต่ถ้าพวกมันมีอยู่ (และสร้างส่วนใหญ่ของ DM) เราจะฆ่านกสองตัวด้วยหินก้อนเดียวโดยทั้งอธิบาย DM และแก้ไขการขาดสมมาตรในการปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่ง
  • Gravitinosและหุ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบาที่สุด : ทั้งสองอย่างนี้ต้องการการควบคุมที่เหนือกว่า แต่ก็เป็นผู้สมัคร DM ที่สำคัญ

2
สสารมืดเกือบจะแน่นอนไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์ใด ๆ รูปร่างหรือรูปแบบทางแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่ผู้คนคิดว่า MACHO อาจเป็นสาเหตุ (ไม่ว่าจะเป็นคนแคระสีน้ำตาลหรือหลุมดำมวลดาวฤกษ์) แต่สิ่งนี้ได้ถูกตัดออกไปจากการศึกษาด้วยจุลภาคของ Mikly อย่างไรก็ตามมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญที่สสารมืดจะทำปฏิกิริยากับกำลังอ่อน (ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนิวตริโนชนิดต่าง ๆ จึงถูกนำเสนอ - นิวตริโนแบบถนัดขวา, นิวตริโนผ่านการฆ่าเชื้อ ฯลฯ )
astromax

1
นอกจากนี้คุณจะเจาะจงมากขึ้นเมื่อคุณพูดว่า "Neutrinos" มีความเป็นไปได้มากมายที่นี่
astromax

1
@astromax Macho ยังไม่คิดว่าเป็นส่วนหนึ่งของ DM ในจักรวาลใช่ไหม ฉันรู้ว่าพวกเขาเป็นชนกลุ่มน้อย แต่ IIRC พวกเขายังถือว่าเป็น DM คุณถูกต้องเกี่ยวกับบิตนิวตริโนฉันวางแผนที่จะเพิ่มบิต แต่ลืม ทำเช่นนี้
Manishearth

1
แม้ว่า MACHOs จะตรวจจับได้ยาก (เนื่องจากพวกมันสลัวมากเช่นคนแคระสีน้ำตาลดาวนิวตรอน ฯลฯ ) พวกมันทำมาจากเนื้อหาแบริออนอย่างแน่นอน มีการดำเนินการบางอย่างเพื่อประเมินปริมาณมวลเนื่องจากวัตถุเช่นนี้และมันยังไม่ได้ใกล้เคียงที่จะเพิ่มขึ้น หลุมดำแม้ว่าจะไม่มีใครรู้ว่าเกิดอะไรขึ้นภายในเส้นขอบฟ้าของเหตุการณ์ แต่ก็ไม่ได้รวมถึงสิ่งที่จำเป็นในการอธิบายว่ากาแลคซี / กระจุกกระจิกและการสร้างใหม่จำนวนมากจากการวัดด้วยเลนส์การเอ็กซ์เรย์และการวัด SZ บอกเราว่ามี เท่าที่เราทราบแรงโน้มถ่วงเป็นเพียงปฏิสัมพันธ์ที่ได้รับการยืนยัน
astromax

2
ดี - สิ่งที่ประกอบไปด้วยอนุภาคคอมโพสิตที่มีประจุ (โปรตอน / อิเล็กตรอนหรือควาร์ก) โฟตอนแผ่รังสี การเร่ง / ชะลอความเร็วของอนุภาคที่มีประจุจะทำให้เกิดรังสีดังนั้นจึงไม่มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างทั้งสอง
astromax
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.