Samočinně působící temná hmota - Self-interacting dark matter

v astrofyzika a částicová fyzika, samointeragující temná hmota (SIDM) je alternativní třída částic temné hmoty, které mají na rozdíl od standardu silné interakce studená temná hmota model (CDM). SIDM byl postulován v roce 2000^[1] jako řešení jádro-hrot^[2]^[3]^[4] problém. V nejjednodušších modelech DM vzájemných interakcí zprostředkovává potenciál typu Yukawa a nosič síly φ mezi dvěma částicemi temné hmoty.^[5] Na galaktických stupnicích vede DM interakce k výměně energie a hybnosti mezi částicemi DM. Výsledkem kosmologických časových měřítek jsou izotermická jádra v centrální oblasti halo na temnou hmotu.

Pokud je interagující temná hmota uvnitř hydrostatická rovnováha následuje jeho tlak a hustota:

{displaystyle abla P_ {chi} / ho _ {chi} = abla Phi _ {m {tot}} = abla (Phi _ {chi} + Phi _ {b})}

kde ${displaystyle Phi _ {chi}}$ a ${displaystyle Phi _ {b}}$ jsou gravitační potenciál temné hmoty a baryonu. Rovnice přirozeně koreluje distribuci tmavé hmoty s distribucí baryonické hmoty. S touto korelací může samointeragující temná hmota vysvětlit jevy jako Tully-Fisherův vztah.

Samointeragující temná hmota byla také postulována jako vysvětlení pro DAMA roční modulační signál.^[6]^[7]^[8]

Viz také

MACS J0025.4-1222, astronomická pozorování, která omezují DM interakci
ESO 146-5, jádro Abell 3827 který byl nárokován jako první důkaz SIDM
Silně interagující masivní částice (SIMP), navrhuje vysvětlit data kosmického záření
Model Lambda-CDM

Reference

^ Spergel, David N .; Steinhardt, Paul J. (duben 2000). „Pozorovací důkazy pro sebeinteragující studenou temnou hmotu“. Dopisy o fyzické kontrole. 84 (17): 3760–3763. doi:10.1103 / PhysRevLett.84.3760. ISSN 0031-9007.
^ Moore, Ben (srpen 1994). „Důkazy proti temné hmotě bez rozptýlení z pozorování halo galaxií“. Příroda. 370 (6491): 629–631. doi:10.1038 / 370629a0. ISSN 0028-0836.
^ Ach, Se-Heone; de Blok, W. J. G .; Walter, Fabian; Brinks, Elias; Kennicutt, Robert C. (prosinec 2008). „Profily hustoty temné hmoty s vysokým rozlišením THINGS trpasličích galaxií: korekce pro nekruhové pohyby“. Astronomický deník. 136 (6): 2761–2781. doi:10.1088/0004-6256/136/6/2761. ISSN 0004-6256.
^ Ach, Se-Heone; Hunter, Deidre A .; Brinks, Elias; Elmegreen, Bruce G .; Schruba, Andreas; Walter, Fabian; Rupen, Michael P .; Young, Lisa M .; Simpson, Caroline E .; Johnson, Megan C .; Herrmann, Kimberly A. (červen 2015). „Masové modely trpasličích galaxií s vysokým rozlišením od MALÝCH VĚCÍ“. Astronomický deník. 149 (6): 180. doi:10.1088/0004-6256/149/6/180. ISSN 0004-6256.
^ Loeb, Abraham; Weiner, Neal (duben 2011). „Jádra v trpasličích galaxiích z temné hmoty s potenciálem Yukawa“. Dopisy o fyzické kontrole. 106 (17): 171302. doi:10.1103 / PhysRevLett.106.171302. ISSN 0031-9007.
^ Mitra, Saibal (15. června 2005). „Zjistila DAMA tmavou hmotu se vzájemným ovlivňováním?“. Fyzický přehled D. 71 (12): 121302. arXiv:astro-ph / 0409121. Bibcode:2005PhRvD..71l1302M. doi:10.1103 / PhysRevD.71.121302.
^ Moskowitz, Clara (20. dubna 2015). „Temná hmota může pocítit„ temnou sílu “, kterou zbytek vesmíru neudělá“. Scientific American.
^ Richard Massey; et al. (Červen 2015). „Chování temné hmoty spojené se čtyřmi jasnými hvězdokupami galaxií v jádru 10 kpc Abell 3827“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 449 (4P): 3393–3406. arXiv:1504.03388. Bibcode:2015MNRAS.449.3393M. doi:10.1093 / mnras / stv467. komentář Možné první známky temné hmoty se vzájemnou interakcí

Další čtení

Bertone, Gianfranco (2010). Temná hmota částic: Pozorování, modely a vyhledávání. Cambridge University Press. str. 762. Bibcode:2010pdmo.book ..... B. ISBN 978-0-521-76368-4.
Musser, George (květen 2000). "Co se děje?". Scientific American. Bibcode:2000SciAm.282e..24M. doi:10.1038 / scientificamerican0500-24.
Lawrence, Krauss (2000). Quintessence: Hledání chybějící hmoty ve vesmíru. Základní knihy. str. 384. ISBN 978-0465037414.

[1] Spergel, David N .; Steinhardt, Paul J. (duben 2000). „Pozorovací důkazy pro sebeinteragující studenou temnou hmotu“. Dopisy o fyzické kontrole. 84 (17): 3760–3763. doi:10.1103 / PhysRevLett.84.3760. ISSN 0031-9007.

[2] Moore, Ben (srpen 1994). „Důkazy proti temné hmotě bez rozptýlení z pozorování halo galaxií“. Příroda. 370 (6491): 629–631. doi:10.1038 / 370629a0. ISSN 0028-0836.

[3] Ach, Se-Heone; de Blok, W. J. G .; Walter, Fabian; Brinks, Elias; Kennicutt, Robert C. (prosinec 2008). „Profily hustoty temné hmoty s vysokým rozlišením THINGS trpasličích galaxií: korekce pro nekruhové pohyby“. Astronomický deník. 136 (6): 2761–2781. doi:10.1088/0004-6256/136/6/2761. ISSN 0004-6256.

[4] Ach, Se-Heone; Hunter, Deidre A .; Brinks, Elias; Elmegreen, Bruce G .; Schruba, Andreas; Walter, Fabian; Rupen, Michael P .; Young, Lisa M .; Simpson, Caroline E .; Johnson, Megan C .; Herrmann, Kimberly A. (červen 2015). „Masové modely trpasličích galaxií s vysokým rozlišením od MALÝCH VĚCÍ“. Astronomický deník. 149 (6): 180. doi:10.1088/0004-6256/149/6/180. ISSN 0004-6256.

[5] Loeb, Abraham; Weiner, Neal (duben 2011). „Jádra v trpasličích galaxiích z temné hmoty s potenciálem Yukawa“. Dopisy o fyzické kontrole. 106 (17): 171302. doi:10.1103 / PhysRevLett.106.171302. ISSN 0031-9007.

[mit-6] Mitra, Saibal (15. června 2005). „Zjistila DAMA tmavou hmotu se vzájemným ovlivňováním?“. Fyzický přehled D. 71 (12): 121302. arXiv:astro-ph / 0409121. Bibcode:2005PhRvD..71l1302M. doi:10.1103 / PhysRevD.71.121302.

[7] Moskowitz, Clara (20. dubna 2015). „Temná hmota může pocítit„ temnou sílu “, kterou zbytek vesmíru neudělá“. Scientific American.

[Massey2015-8] Richard Massey; et al. (Červen 2015). „Chování temné hmoty spojené se čtyřmi jasnými hvězdokupami galaxií v jádru 10 kpc Abell 3827“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 449 (4P): 3393–3406. arXiv:1504.03388. Bibcode:2015MNRAS.449.3393M. doi:10.1093 / mnras / stv467. komentář Možné první známky temné hmoty se vzájemnou interakcí

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]