原初黑洞和玻色子暗物质的相关研究

发布时间：2020-12-05 11:34

　　天文观测结果表明宇宙中的物质,包括4.9%普通物质,26.8%暗物质和68.3%暗能量。尽管暗物质未被直接观测到,但有很多现象表明其确实存在,如星系旋转曲线,引力透镜效应等。本文首先介绍了宇宙学标准模型和暗物质存在的相关证据。然后介绍了原初黑洞暗物质。原初黑洞是指暴涨时期产生的密度扰动在辐射为主时期进入视界后塌缩而形成的黑洞。为了产生合适丰度的原初黑洞暗物质,在接近暴涨结束时,小尺度上曲率功率谱要被放大到0.01的量级,这就要求慢滚参数?至少减小7个量级。我们提出了成功产生原初黑洞的条件,并利用一个势能为多项式的玩具模型实现了功率谱增强7个量级,同时我们还计算了由这个密度扰动所产生的二阶引力波。由密度扰动产生的二阶引力波的功率谱,与目前PTA的观测一致,且可由未来PTA和空间引力波探测来检验。之后介绍了三种玻色子暗物质模型,即轴子、类轴子暗物质和暗光子,这三种暗物质候选者都可由misalignment机制产生,轴子与类轴子的自旋为0,性质比较相似,暗光子的自旋为1。对于这三种模型,暗物质粒子的衰变几率很小,但由于星系中存在大量暗物质,导致其衰变信号可被探测。通过计算,我们发现暗光子和轴... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.粒子物理标准模型

图 2. 宇宙中物质以及能量的比例两大类候选者，一类是原初黑洞暗物质，一类是扰动在辐射为主时期进入视界，塌缩成原初黑洞没有直接探测到暗物质粒子，原初黑洞作为暗物特性包括：非重子、相互作用弱、稳定。在暗物成两类：1.由 misalignment 机制[2]-[4]产生的轴子扰动或 misalignment 机制产生的有质量的暗光子WIMPs）[12][13]，其在热等离子体中通过热产生子，质量一般比较小，相空间密度高，这使它们重很多，质量一般大于 1GeV，并且具有热分布前在世界范围内，多项关于暗物质粒子的探测实实验也在计划中[14] -[19]。下四个部分：

由Ia型超新星得到的哈勃图


本文编号：2899386