Что понимают под спин-зависимым и спин-независимым взаимодействием темной материи с ядрами?
Как моделируется взаимодействие ядра и ТМ?
Какой вывод можно сделать, если взаимодействия ядер ТМ спин-зависимы и независимы соответственно?
Как изменится сечение в случае спин-зависимого взаимодействия?
Я новичок в теории темной материи, и поэтому использование слишком большого количества жаргонов не поможет.
Что понимают под спин-зависимым и спин-независимым взаимодействием темной материи с ядрами?
Ядра и атомы имеют спины, как и свободные частицы, протоны, электроны, фотоны в космической среде.
Это утверждение предполагает, что еще не открытая элементарная частица представляет собой темную материю, аксионы или вимпсы . Сечение взаимодействия будет другим, если частица темной материи является аксионом со спином, равным 0, или одним из вимпсов, который может иметь спин, отличный от нуля.
PICASSO преимущественно чувствителен к спин-зависимым взаимодействиям вимпов с атомами фтора.
Таким образом, спиновая зависимость или независимость математически моделируются и проверяются данными в различных экспериментах.
При типичных скоростях вимпов относительно детектора DM (порядка 300 км/с) все ядро будет находиться в пределах длины волны де Бройля. Тогда амплитуда сечения рассеяния есть сумма амплитуд взаимодействия со всеми нуклонами по отдельности. Если взаимодействия не зависят от спина, это означает, что амплитуда пропорциональна числу нуклонов.
Однако в случае спин-зависимого взаимодействия амплитуда меняет знак, если вы обращаете спин нуклона. Затем, поскольку нуклоны в ядре имеют чередующиеся спины, вклад в общую амплитуду от разных нуклонов нейтрализуется, оставляя вам общее количество, которое в зависимости от полного спина может быть того же порядка, что и для рассеяния на одиночном нуклоне. или он может быть почти нулевым.
Полное сечение пропорционально квадрату амплитуды, поэтому оно может быть намного больше для спин-независимых взаимодействий вимпов с тяжелыми ядрами.
СРС
Анна В
Анна В