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

Dalsza lektura