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各种暗物质候选者均有一定的合理性,但都还仅仅是候选者。

已有 608 次阅读 2022-12-2 19:00 |个人分类:暗物质|系统分类:科研笔记

各种暗物质候选者均有一定的合理性,但都还仅仅是候选者。

暗物质与宇宙模型系列作品7

目前,粒子物理的标准模型在不到任何粒子符合暗物质的特征。关于暗物质本质有种种假说,每一种都有其合理性。目前,有五种热门的暗物质候选者。

1弱相互作用重粒子。

弱相互作用重粒子(简称WIMPs)是最热门的候选者。粒子只通过弱核力和引力产生相互作用,或者粒子的相互作用截面小于弱核力作用截面;与普通粒子相比质量较大。WIMPs被认为是最有可能的“冷暗物质”候选者。现在很多实验正在寻找在理论上的WIMPs粒子。这样的实验必须在地下进行,以防止宇宙射线干扰结果。然而,迄今为止并没有探测到这种粒子的存在。

2轴子。

轴子是一种非常轻且运动也非常慢的粒子。它们本来是为了解释强相互作用中的电荷宇称守恒问题而提出的,但是如果它们的质量在某个区间内,就是非常好的暗物质候选者。它们和可见物质有微弱的相互作用。如果探测到这种奇异的闪光,有可能证实其存在。轴子间通过极微小的力相互作用,以一种极短的极化短波做推力。在宇宙中,轴子处于低温玻色子凝聚状态。

3 晕族大质量致密天体。

晕族大质量致密天体(简称 MACHOs),又名大质量致密晕天体。MACHOs通过与其它天体的引力透镜作用就可以被间接探测到。20世纪80年代,普林斯顿大学的波兰天文学家帕琴斯基讨论了银河系晕中不发光的暗天体作为微引力透镜的可能性。然而,据使用哈勃太空望远镜的近红外线照相机和多目标分光仪观察,只有不到1%的银河系晕是由红矮星组成。晕族大质量致密天体只能对应暗物质晕的一个微不足道的小部分。

4 KK粒子。

KK粒子是由同名的物理理论所预言的一种粒子。在量子力学尚未完全建立的1921年,为了统一电磁力和引力,可普查引入了额外维的想法。KK粒子的质量大约是550650个质子那么重,它们能够和可见物质发生引力和电磁相互作用,但是由于它们藏在卷曲的额外空间维度里面,所以在太空中看不到它。所幸的是,它能够衰变成所能观测到的粒子。迄今,一直都没有找到这方面的迹象。

5超引力子。

超引力子又称引力微子,是费米子。超引力子目前还是一种假想粒子,不过各种各样的粒子撞击器仍在探寻超对称粒子,包括引力微子。这是广义相对论和尚未被实验验证的超对称理论所结合的一种产物。根据超对称理论,所有的已知粒子都有其超对称的对应粒子,其自旋相差1/2。超引力子是假设中的“引力子”的超对称伙伴。在某些超对称理论当中,超引力子是最轻的超对称粒子,可能是暗物质的候选者。

总之,各种暗物质候选者均有一定的合理性,但都还仅仅是候选者。


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