Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя - Владимир Анатольевич Моисеев
astronews.ru, 2 мая2021
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210502101911
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Хавьер Де Мигель (JavierDeMiguel), исследователь из IAC
Глава 11-14-13
Аксионы могут дать начало новой «археологии» Вселенной
Июнь 2021
Обнаружение гипотетической частицы, называемой аксионом, может помочь разобраться в тех процессах, которые протекали во Вселенной в течение первой секунды после Большого взрыва, указывается в новом исследовании. Публикация увидела свет в журнале Physical Review D.
Наблюдения в электромагнитном спектре космического микроволнового фонового излучения, иначе называемого реликтовым излучением, позволяют нам «просмотреть» почти 14 миллиардов лет существования Вселенной, вплоть до того периода, когда Вселенная остыла до температур, при которых становится возможным соединение электронов и протонов с формированием нейтрального водорода. Реликтовое излучение позволило нам получить огромное количество информации об эволюции космоса, однако фотоны этого излучения были испущены через 400 000 лет после Большого взрыва, что делает чрезвычайно трудным изучение отрезка истории Вселенной, предшествующего этой отметке.
Чтобы заглянуть за эту «вуаль», в новом исследовании астрономы во главе с Джефом А. Дрором (Jeff A. Dror) предлагают обратить внимание на аксионы, гипотетические частицы, которые могли быть испущены в течение первой секунды существования Вселенной.
Существование аксионов вытекает из теории струн – современной физической теории, которая может стать основой для создания теории квантовой гравитации. Кроме того, считается, что аксион может являться неуловимой частицей темной материи – таинственной невидимой субстанции, наполняющей нашу Вселенную и взаимодействующей с нормальной материей лишь гравитационно.
Авторы рассматривают возможность существования аксионного аналога реликтового излучения, который они назвали Космическим аксионным фоном (Cosmic axion Background, или CaB). Дрор и его коллеги отмечают, что по мере разработки более чувствительных инструментов для поисков темной материи экспериментаторы могут столкнуться с еще одним проявлением присутствия аксионов – в форме CaB. Поскольку свойства CaB схожи со свойствами аксионов темной материи, существует опасность, что сигнал CaB будет отфильтрован как шум.
Обнаружение сигнала CaB станет «двойным открытием». Оно позволит не только подтвердить существование аксиона, но и получить ценные сведения об истории эволюции Вселенной. В зависимости от того, в результате какого процесса был произведен сигнал CaB, исследователи могут получить новые данные о различных аспектах развития Вселенной, которые были прежде недоступны.
astronews.ru, 8 июня2021
https://www.astronews.ru/cgi-
Журнал Physical Review D.
Часть 11-15
Экзотические теории ТМ
Содержание
(том – часть – глава)
11-15-1. Физики нашли в темной материи темные атомы
11-15-2. Темное излучение. Справка
11-15-3. Темный электромагнетизм помог темной материи сколлапсировать
11-15-4. Механизм Хиггса поможет объяснить существование темной материи
11-15-5. Темную материю и темную энергию заменили отрицательной массой
11-15-6. Джейми С. Фарнс
11-15-7. Космологическая модель Джейми С. Фарнса
11-15-8. Около Нейтрино начался поиск стерильных нейтрино
11-15-9. Сверхтекучая темная материя не выдержала проверку Млечным Путем
11-15-10. Новая элементарная частица может оказаться «атомом» темной материи
11-15-11. Связь темной материи и нейтрино не подтвердилась
11-15-12. Эксперимент не обнаружил никаких признаков стерильных нейтрино
11-15-13. Физики предложили искать темную материю с помощью детекторов гравитационных волн
Глава 11-15-1
Физики нашли в темной материи темные атомы
Сентябрь 2009
Физики предложили новое объяснение структуре темной материи - по их мнению она состоит не из элементарных частиц, а из своего рода темных атомов. Статья ученых еще не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Краткое изложение препринта приводит physicsworld.com.
В рамках новой теории ученые предлагают, что частицы темной материи не являются элементарными частицами. Вместо этого их нужно рассматривать как темные атомы, состоящие из темных протонов и темных электронов, которые удерживаются в атоме темным аналогом электромагнетизма.
Подобный подход позволяет объяснить результаты, полученные итальянским экспериментом DAMA, который проходил с 1996 по 2002 годы. В рамках этого эксперимента ученые установили, что в результате взаимодействия WIMP нарушается закон сохранения энергии. Новая теория позволяет объяснить это нарушение тем, что часть энергии уходит на темные внутриатомные взаимодействия.
Сами исследователи признают, что их теория далеко не идеальна. Так, например, чтобы избежать противоречий, ученым приходится предполагать, что гало ионизированной и обычной темной материи отличаются по форме.
lenta.ru, 22 сентября 2009
https://lenta.ru/news/2009/09/22/darkmatter/
arxiv.org
http://arxiv.org/abs/0909.0753
Глава 11-15-2
Темное излучение. Справка
Темное излучение (также темный электромагнетизм) — это постулируемый тип излучения, который опосредует взаимодействия темной материи. По аналогии с тем, как фотоны опосредуют электромагнитные взаимодействия между частицами в Стандартной модели (называемой барионной материей в космологии), темное излучение предлагается опосредовать взаимодействия между частицами темной материи.
Подобно частицам темной материи, гипотетическое темное излучение не взаимодействует с частицами Стандартной модели. Не было никаких заметных доказательств существования такого излучения;барионная материя содержит несколько типов взаимодействующих частиц, но неизвестно, есть ли они в темной материи.
Данные о космическом микроволновом фоне могут указывать на то, что число эффективных степеней свободы нейтрино превышает 3,046, что немного больше стандартного случая для трех типов нейтрино.Эта дополнительная степень свободы может возникнуть из-за наличия нетривиального количества темного излучения во Вселенной.Одним из возможных кандидатов на темное излучение является стерильное нейтрино.
Глава 11-15-3
Темный электромагнетизм помог темной материи сколлапсировать
Февраль 2018
Темная материя может формировать сложные объекты, аналогичные звездам или карликовым галактикам, если предположить, что ее частицы теряют энергию из-за гипотетического темного электромагнитного взаимодействия. Физики из университета Ратгерса показали, что он не противоречит существующей теории холодной темной материи, поскольку масса образуемых объектов не превышает определенной величины. Статья опубликована в Physical Review Letters.
Темной материи в нашей Вселенной примерно в пять раз больше, чем барионной, но обычная материя гораздо сложнее своего темного аналога. Конечно, некоторые теории предсказывают и более сложные структуры, состоящие из темной материи — например, первичные черные дыры или аксионные звезды, —
