“悟空”号首次探测结果的1.5TeV超出的暗物质解释

发布时间：2020-04-01 09:47

【摘要】：我国的“悟空”号暗物质探测卫星于2017年底公布了宇宙中从2.5GeV—4.6TeV的e~+e~-的探测结果,从中可以看到在1.5TeV处有一个明显超出的峰值——截止到目前这是实验中第一次在1.5TeV处观测到超出,这个现象在国际上引起的广泛关注。在对之前的研究结果调研后发现“悟空”的结果和拟合结果在不同的能量区间存在超出或不足,这要求附近0.3kpc的距离以内存在大质量的高能粒子源,那么显然目前宇宙中已知的连续源或者附近的外源不能够合理自然的对于这个峰值作出解释,但是如果考虑将事例数在一定范围内调整,那么这个粒子源就可以自然地用超新星或者暗物质来解释,本文的工作就是围绕1.5TeV的暗物质解释展开的。暗物质和暗能量是宇宙中分别占比高达23%和73%的谜团,目前对于暗物质的探测实验中,只有间接探测实验通过对暗物质次级粒子的探测获得了一些证据,本人在硕士期间展开了暗物质的探测及性质的相关学习,在本文中提出一种新思路来解释“悟空”号的1.5TeV超出。作为粒子理论中的框架的标准模型,它依然避免不了一些问题,比如不能真正意义上将四大力学统一起来,不能在标准模型粒子谱中找到暗物质的可能性等。在这些问题的漩涡中,新物理应运而生,它通过对标准模型的拓展,构建了诸如超对称、Technicolor等一系列新的有效模型。这些模型分别针对以上问题给出了较为自然的解释。本文基于标准模型及其拓展、暗物质探测及性质的系统学习的基础上,针对“悟空”结果中的1.5TeV超出提出了一种新的理论解释,即通过一个增强因子——索末菲因子(Sommerfied factor)对被s波压低的湮灭截面进行增强,直到符合实验数据的湮灭截面值。在对早期和目前的暗物质遗迹密度进行了计算的基础上,对“悟空”的结果展开了讨论和分析,针对1.5TeV的超出的暗物质解释给出了新的模型,通过新的湮灭截面增强方法,对索末菲因子的构造和模型进行了理论推导,针对实验探测的限制,本文选择通过选取更小的耦合来避开其边界值并使用MicrOmega程序包进行了模型的理论验证,给出了参数限制的范围,并给出了符合模型和实验数据的扫描结果。
【图文】：

标准模型粒子和它的超对称伙伴们

星系旋转曲线图
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P111;P145.9

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本文编号：2610292