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暗物质湮灭对暗晕密度轮廓的影响

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第一章引言

1.1研究背景介绍

1.2 CDM模型的成功和存在的问题

1.2.1线性扰动理论

1.2.2球坍缩模型和暗晕的形成

1.2.3暗晕密度轮廓和CDM模型存在的问题

第二章粒子物理中的暗物质模型

2.1粒子物理标准模型

2.2宇宙热历史简介

2.2.1相对论性等离子体

2.2.2中微子退耦和正负电子对湮灭

2.3 WIMPs遗迹丰度的计算

2.4粒子物理模型中的暗物质候选者

2.4.1超对称简介

2.4.2最小超对称标准模型和neutralinos

第三章暗物质湮灭对星系暗晕密度轮廓的影响

3.1模型的构造

3.2暗物质湮灭对密度轮廓的影响

3.3观测限制

3.3.1低表面亮度星系

3.3.2本地暗物质密度

3.3.3 Gamma射线辐射流量的计算

3.4结论和展望

参考文献

致谢

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摘要

建立在冷暗物质(CDM)和近标度不变原初扰动的结构形成理论成功地解释了宇宙大尺度和星系形成和演化的整体性质,已成为现代标准宇宙学模型的基础。但该理论在解释宇宙的小尺度结构时却存在较为严重的问题,如基于该理论的高精度数值模拟预言星系暗晕的密度分布在中心会有尖峰(cusp),而目前对矮星系转动曲线的观测表明星系暗晕在中心部分具有密度均匀的核结构。这一矛盾导致了一些修改标准冷暗物质模型的研究。
   本硕士学位论文详细讨论了暗物质粒子的湮灭,并以目前被广泛采用的NFW密度分布为例构造了暗物质湮灭的唯象模型并研究了其对暗晕密度轮廓的影响。本文的主要结论为:
   1.暗物质粒子的湮灭能够在星系暗晕中心形成密度均匀的核,这基本与目前的观测相符;
   2.模型中有两个自由参数,分别为暗物质粒子的质量mdm和提升因子(boost factor)的指数α。低表面亮度星系(LSB)转动曲线和太阳系附近暗物质密度的观测给出的参数限制范围为100Gev≤mdm≤10Tev,1.5≤α≤1.8;
   3.对于特定的暗物质粒子物理模型(neutralinos),计算了其湮灭所产生的γ射线辐射流量并与当前的银河系高能宇宙线观测进行了比较。结果发现模型所预言的辐射流量远远大于观测上限,但可以通过构造适当的粒子物理模型来避免这一矛盾。

著录项

  • 作者

    丁然;

  • 作者单位

    上海师范大学;

  • 授予单位 上海师范大学;
  • 学科 理论物理
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 束成钢;
  • 年度 2010
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 其他;
  • 关键词

    暗物质湮灭; 暗晕密度轮廓; 结构形成;

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