Как темная материя стала реликтом?

Почему скорость распада частиц темной материи упала, когда температура Вселенной Т U упал ниже массы темной материи М Д М ?

В частности, почему он и сегодня не может распасться на более легкие частицы? Ведь из теории поля при нулевой температуре у меня есть опыт, что более тяжелые частицы могут распадаться на более легкие даже при нулевой температуре. Однако я не знаком с расчетом скорости распада при конечной температуре. Скорость затухания (рассчитанная в теории конечного температурного поля) стремится к нулю, когда температура падает ниже определенного порога?

Я понимаю, что производство темной материи прекратится ниже определенной температуры, но я не понимаю, почему должен прекратиться распад.

Ответы (1)

Есть два кандидата в частицы темной материи, и оба все еще находятся в области гипотез. Эти частицы являются кандидатами именно потому, что они не могут распадаться на что-то более легкое, они стабильны. Нейтрино, которые также не могут распадаться на что-то более легкое, имеют такую ​​маленькую массу, что они не могут моделировать то, как темная материя притягивается к гравитационным центрам.

Аксион - это гипотетическая элементарная частица, постулированная теорией Печчеи-Куинна в 1977 году для решения сильной проблемы CP в квантовой хромодинамике (КХД). Если аксионы существуют и имеют небольшую массу в определенном диапазоне, они представляют интерес как возможный компонент холодной темной материи.

Есть эксперимент , пытающийся найти аксион как темную материю.

Эксперимент Axion Dark Matter Experiment (ADMX, также называемый Axion Dark Matter eXperiment в документации проекта) использует резонансный микроволновый резонатор внутри большого сверхпроводящего магнита для поиска аксионов холодной темной материи в локальном гало галактической темной материи. Что необычно для детектора темной материи, он не расположен глубоко под землей. ADMX, расположенный в Центре экспериментальной ядерной физики и астрофизики (CENPA) Вашингтонского университета, представляет собой большой совместный проект с исследователями из университетов и лабораторий по всему миру.

Тогда есть нейтралино , как кандидат на слабо взаимодействующую массивную частицу (WIMP).

В моделях сохранения R-четности самое легкое нейтралино стабильно, и все суперсимметричные каскадные распады в конечном итоге распадаются на эту частицу, которая оставляет детектор невидимым, и о ее существовании можно сделать вывод только путем поиска неуравновешенного импульса в детекторе.

Таким образом, сохранение четности R делает его стабильным.

Слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP) — это гипотетические частицы, которые, как считается, составляют темную материю. Не существует четкого определения вимпа, но в широком смысле вимп — это новая элементарная частица, взаимодействующая через гравитацию и любую другую силу (или силы), потенциально не являющаяся частью самой стандартной модели, которая так же слаба, как и слабая, или слабее ее. ядерная сила, но и не исчезающая по своей силе. Вимпы также должны были быть созданы термически в ранней Вселенной, подобно частицам стандартной модели согласно космологии Большого взрыва, и обычно представляют собой холодную темную материю.

Эксперимент Пикассо ищет темную материю, у которой есть спин, который есть у нейтралино, но нет у аксиона.

Это активная область исследований, как экспериментальных, так и теоретических.

Мой вопрос заключается в том, почему скорость распада DM должна быть подавлена ​​(если не полностью остановлена), когда температура Вселенной падает ниже массы DM.
Темная материя не распадается, она существует как нижняя частица. Но частицы, которые распадаются на аксион темной материи или нейтралино, нуждаются в высоких энергиях, чтобы образоваться в первозданном бульоне. Когда Вселенная остыла до эпохи ядерного сотворения, они больше не генерируются в больших количествах и распадаются, и тогда количество аксионов темной материи или нейтралино становится стабильным.
Таким образом, темная материя — это (сравнительно) более легкие, но стабильные продукты распада более тяжелых частиц. Эти более тяжелые частицы находились в равновесии в очень ранние эпохи. Скорость, с которой эти более тяжелые частицы распадались на более легкие частицы DM, была равна скорости, с которой частицы DM взаимодействовали, чтобы воспроизвести их обратно. Но по мере того, как Вселенная расширялась и охлаждалась, у частиц DM не было достаточно кинетической энергии, чтобы воспроизвести более тяжелые частицы. Кроме того, расширение привело к уменьшению плотности и сделало взаимодействие между частицами DM менее частым. Это верно?
да, это картина
Какова температура замерзания кандидата в темную материю? х ? Это температура, при которой х х взаимодействия не обладают достаточной энергией для воспроизводства более тяжелых частиц (которые могут распадаться на х ). Или это температура, при которой х х ¯ уничтожение прекращается?
Аннигиляция нейтрино (см. это, например) будет очень слабой. Именно отсутствие источников, когда энергия падает ниже выработки родителей, имеет решающее значение. это интересно ned.ipac.caltech.edu/level5/Kolb/Kolb5_1.html для аксионов это astro.princeton.edu/~dns/MAP/Bahcall/node16.html
Как темная материя стала реликтом?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v