非标准宇宙模型中的非对称暗物质残留密度计算
  • 【摘要】

    暗物质的存在是粒子宇宙学研究领域中最重要的发现之一,并为随后一系列的天文观测实验所支持。研究表明,宇宙中的物质主要是由暗物质组成,而普通的重子物质只占微小的一部分。暗物质的研究已成为天体物理、粒子物理和宇宙学的交叉热点,其中冷暗物质的观测研究也已成为当今最热门的一个研究领域。较为流行的暗物质候选者是超对称理论模型中被假设的超对称大质量弱相互作用粒子(WIMP)。
      本文主要讨论了非标准宇宙... 展开>>
    暗物质的存在是粒子宇宙学研究领域中最重要的发现之一,并为随后一系列的天文观测实验所支持。研究表明,宇宙中的物质主要是由暗物质组成,而普通的重子物质只占微小的一部分。暗物质的研究已成为天体物理、粒子物理和宇宙学的交叉热点,其中冷暗物质的观测研究也已成为当今最热门的一个研究领域。较为流行的暗物质候选者是超对称理论模型中被假设的超对称大质量弱相互作用粒子(WIMP)。
      本文主要讨论了非标准宇宙模型更高维的宇宙模型(bmneworld)。几种不同的非标准宇宙学模型(scalar-tensor cosmology和quintessence)中计算出了对称暗物质粒子(粒子χ与其反粒子-χ相同χ=-χ)以及非对称暗物质粒子(粒子χ与其反粒子欠是截然不同的χ≠-χ)的残留密度(relic density)。我们在这个工作中利用与上面工作类似的方法,在braneworld宇宙模型下对非对称暗物质残留密度进行计算。对于暗物质粒子之间的相互作用,我们利用了湮灭散射截面一般表达式〈συ〉=α+6bT/mχ(T是宇宙温度,mχ是暗物质粒子质量),并分别讨论了S-波(b=0)和P-波(α=0)湮灭情形。另外,目前众所认知的暗物质残留密度为=0.1138士0.0045,残留密度的反比值等于湮灭散射截面〈συ〉。braneworld宇宙也是一种非标准宇宙学模型。在这种模型预言BBN以前宇宙膨胀率H会有增长,因而会影响到非对称暗物质粒子的残留密度。
      在我们的工作中讨论了非对称暗物质在非标准宇宙模型中修正的退耦使粒子-反粒子之间的非对称性降低还是增长和宇宙早期膨胀率比标准宇宙快还是慢,非对称暗物质粒子的残留量在这个模型如何改变等。在非标准宇宙学中,如果散射截面足够小,让反粒子的量保持与其粒子数量相同,那么有可能间接探测到非对称暗物质粒子。当只有散射截面和5维普朗克质量尺度因子适当的值时,间接检测信号的约束可用于此类模型。 收起<<

  • 【作者】

    阿西木江·阿不都沙塔尔 

  • 【学科专业】

    物理学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    新疆大学

  • 【导师姓名】

    吾尔尼沙

  • 【学位年度】

    2017

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    大尺度行为  暗物质  非标准宇宙模型  残留密度