暗物质衰变/湮灭解释AMS-2正电子比率超出

发布时间：2021-06-28 07:07

　　暗物质的存在是现代宇宙学研究的重要发现。从1933年加州理工大学的瑞士天文学家弗里茨兹威基发现暗物质的首个观测证据距今已经八十多年了，关于暗物质存在的观测证据也已经十分充分。然而除了其引力效应，关于暗物质的其他性质我们了解的却十分有限。对于暗物质粒子的具体构成以及存在形态，物理学家提出了许多理论模型和理论上的候选者，然而对于这些模型却没有十分明确的实验证实，因此通过实验验证或证实这些模型的合理性和自洽性是现在暗物质研究的主要方向之一。理论物理学家提出了许多超出标准模型的新物理理论，给出了许多暗物质候选粒子,这些暗物质粒子会通过弱相互作用衰变或湮灭，产生高能正负电子对、高能gamma射线、质子或反质子流等可观测的宇宙线粒子。最近的天文观测例如ATIC、PAMELA、Fermi等均观测到了宇宙线正负电子能谱在高能端相对于传统的天体物理源预测值超出的现象，更高精度的AMS-2的观测结果也显示出这种超出。对于这部分超出，暗物质粒子衰变/湮灭产生高能正负电子是非常有吸引力的解释。本文讨论了暗物质粒子通过弱相互作用衰变/湮灭产生末态正负电子过程及其作为正负电子源对宇宙线正负电子能谱的影响，进而讨论... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型的螺旋星系自转曲线：预测（A）和观测（B）

图 4：五年数据：由 WMAP 所得之总强度及偏振光谱上图是 WMAP 对 CMB 角功率谱和偏振光谱的测量结果。通过该图不同峰的位置和幅度我们可以准确地定出许多重要的宇宙学参数。第一个峰的位置(l)反映了宇宙空间的曲率，而第二峰的高度则反映宇宙重子物质密度，第三峰的幅度(以及 位 置 ) 反 映 宇 宙 总 物 质 密 度 等 等 。 根 据 WMAP 的 测 量 我 们 得 到=0.0463±0.0024， =0.233±0.023， =0.721±0.025 也即宇宙暗物质量是重子物质的 5 倍左右。3.2 暗物质的基本性质由上节讨论，我们知道暗物质约占构成宇宙的总物质能量的 23%，但是由此我们并不能确定暗物质的成分是唯一的，暗物质可能有许多不同的组分构成。暗

结果与观测值的对比[20]。表格 3 GALPROP 扩散对流模型传播参数参数 д д GeVMAX 5 0.3 25 1 1.5 2.50 4.0 1.80 2.MED 5.75 0.34 36 4 1.60 2.50 5.00 1.82 2.MIN 6 0.4 40 10 1.80 2.50 6.0 1.90 2.表格 4KOL-KRA-PD 模型参数Model ˇ D0( ) (ē ) (km* ) ˊKOL 0.33 5.6 4 1.6/2.4 30 1KRA 0.5 3.0 4 2.25 15 0.4PD 0.60 2.4 4 2.15 0 0.4

【参考文献】：
期刊论文
[1]暗物质与暗能量研究新进展[J]. 蔡荣根,周宇峰.  中国基础科学. 2010(03)
[2]银河系中心超大质量黑洞[J]. 沈志强.  物理. 2007(12)
[3]宇宙线电子在银河系中的传播[J]. 张和祺.  高能物理与核物理. 1981(04)

博士论文
[1]基于暗晕模型对暗物质和星系分布的统计研究[D]. 王宇.中国科学技术大学 2005

硕士论文
[1]宇宙线传播及宇宙线能谱异常起源的研究[D]. 崔慧娴.河北师范大学 2012
[2]暗物质天体存在的可能性及其观测[D]. 郭萌.东北师范大学 2008



本文编号：3253864