Ciepła ciemna materia - Warm dark matter
Ciepła ciemna materia ( WDM ) jest hipotetyczną formą ciemnej materii, która ma właściwości pośrednie między właściwościami gorącej ciemnej materii i zimnej ciemnej materii , co powoduje, że formowanie się struktur odbywa się od dołu do góry znad ich skali swobodnego przepływu i od góry do dołu poniżej ich skali. darmowa skala przesyłania strumieniowego. Najczęstszymi kandydatami do WDM są sterylne neutrina i grawitina . WIMP ( słabo oddziałujące masywne cząstki ), gdy są produkowane nietermicznie, mogą być kandydatami na ciepłą ciemną materię. Ogólnie jednak WIMP wytwarzane termicznie są kandydatami na zimną ciemną materię .
keVins i GeVins
Jedna z możliwych cząstek kandydujących WDM o masie kilku keV pochodzi z wprowadzenia dwóch nowych fermionów o zerowej liczbie leptonów do Standardowego Modelu Fizyki Cząstek: „fermiony obojętne o masie keV” (keV) i „fermiony obojętne o masie GeV” ” (GeVins). keViny są nadprodukowane, jeśli osiągną równowagę termiczną we wczesnym wszechświecie, ale w niektórych scenariuszach produkcja entropii z rozpadów niestabilnych, cięższych cząstek może obniżyć ich obfitość do prawidłowej wartości. Cząstki te są uważane za „obojętne”, ponieważ tłumią interakcje tylko z bozonem Z . Sterylne neutrina o masach kilku keV są potencjalnymi kandydatami na keViny. W temperaturach poniżej skali elektrosłabej ich jedynymi oddziaływaniami ze standardowymi cząsteczkami modelowymi są oddziaływania słabe ze względu na ich mieszanie się ze zwykłymi neutrinami . Ze względu na mały kąt mieszania nie są one nadprodukowane, ponieważ zamarzają przed osiągnięciem równowagi termicznej. Ich właściwości są zgodne z astrofizycznymi ograniczeniami wynikającymi z formowania struktury i zasadą Pauliego, jeśli ich masa jest większa niż 1-8 keV.
W lutym 2014 r. z widma emisji promieniowania rentgenowskiego obserwowanego przez XMM-Newton wyodrębniono różne analizy , sygnał monochromatyczny około 3,5 keV. Ten sygnał pochodzi z różnych gromad galaktyk (takich jak Perseusz i Centaurus ) i kilka scenariuszy ciepłej ciemnej materii może uzasadnić taką linię. Możemy przytoczyć na przykład kandydata o energii 3,5 keV anihilującego na 2 fotony lub cząsteczkę ciemnej materii o energii 7 keV rozpadającą się na foton i neutrino.
W listopadzie 2019 r., analizując oddziaływanie różnych galaktycznych materii halo na gęstości i rozkład strumieni gwiezdnych, wychodzących z satelitów Drogi Mlecznej, byli w stanie ograniczyć minima masy dla zaburzeń gęstości przez Kevinów ciepłej ciemnej materii w GD- Strumienie 1 i Pal 5. Ta dolna granica masy reliktów termicznych ciepłej ciemnej materii mWDM > 4,6 keV; lub dodanie satelity karłowatego zlicza mWDM > 6,3 keV
Zobacz też
-
Ciemna materia – hipotetyczna forma materii zawierająca większość materii we wszechświecie
- Gorąca ciemna materia (HDM) – teoretyczna forma ciemnej materii, która składa się z cząstek poruszających się z ultrarelatywistycznymi prędkościami
- Zimna ciemna materia (CDM) – Hipotetyczny typ ciemnej materii w fizyce
- Model Lambda-CDM – Model kosmologii Wielkiego Wybuchu
- Zmodyfikowana dynamika Newtona – Hipoteza proponująca modyfikację praw Newtona
Bibliografia
- Viel, Matteo; Lesgourgues, Julien; Haehnelt, Martin G.; Matarrese, Sabino; Riotto, Antonio (2005-03-31). „Ograniczanie kandydatów na ciepłą ciemną materię, w tym sterylnych neutrin i lekkich grawitin, za pomocą WMAP i Lyman-αforest”. Przegląd fizyczny D . 71 (6): 063434. arXiv : astro-ph/0501562 . Kod bib : 2005PhRvD..71f3534V . doi : 10.1103/physrevd.71.063534 . ISSN 1550-7998 . S2CID 119445620 .
- Król, Stefan F; Merle, Aleksander (16.08.2012). „Ciepła ciemna materia od Kevina”. Journal of Cosmology i Astroparticle Physics . 2012 (8): 016. arXiv : 1205.0551 . Kod bib : 2012JCAP...08..016K . doi : 10.1088/1475-7516/2012/08/016 . ISSN 1475-7516 . S2CID 118342558 .
- Gao, L.; Theuns, T. (2007-09-14). „Rozświetlanie Wszechświata Filamentami”. Science . 317 (5844): 1527-1530. arXiv : 0709,2165 . Kod Bibcode : 2007Sci...317,1527G . doi : 10.1126/science.1146676 . ISSN 0036-8075 . PMID 17872439 . S2CID 18545632 .
- Lin, WB; Huang, DH; Zhang, X.; Brandenberger, R. (2001-02-05). „Nietermiczna produkcja słabo oddziałujących masywnych cząstek i subgalaktycznej struktury wszechświata”. Fizyczne listy kontrolne . 86 (6): 954–957. arXiv : astro-ph/0009003 . Kod bib : 2001PhRvL..86..954L . doi : 10.1103/physrevlett.86.954 . ISSN 0031-9007 . PMID 11177983 .
- Millis, John. Ciepła ciemna materia. O.com. Pobrano 23 stycznia 2013. http://space.about.com/od/astronomydictionary/g/Warm-Dark-Matter.htm .
Dalsza lektura
- Bertone, Gianfranco (2010). Ciemna materia cząstek: obserwacje, modele i poszukiwania . Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge . str. 762. Numer ISBN 978-0-521-76368-4.