Selbstwechselwirkende Dunkle Materie - Self-interacting dark matter

In der Astrophysik und Teilchenphysik ist die selbstwechselnde Dunkle Materie ( SIDM ) eine alternative Klasse von Teilchen der Dunklen Materie, die im Gegensatz zum Standardmodell der kalten Dunklen Materie (CDM) starke Wechselwirkungen aufweisen . SIDM wurde im Jahr 2000 als Lösung des Core-Cusp- Problems postuliert . In den einfachsten Modellen von DM-Selbstwechselwirkungen vermitteln ein Yukawa-Typ-Potential und ein Kraftträger φ zwischen zwei Dunkle-Materie-Teilchen. Auf galaktischen Skalen führt die DM-Selbstwechselwirkung zu einem Energie- und Impulsaustausch zwischen DM-Teilchen. Auf kosmologischen Zeitskalen führt dies zu isothermen Kernen im zentralen Bereich der Halos der Dunklen Materie.

Befindet sich die selbstwechselwirkende Dunkle Materie im hydrostatischen Gleichgewicht , folgen ihr Druck und ihre Dichte:

${\displaystyle \nabla P_{\chi}/\rho_{\chi}=\nabla \Phi_{\rm {tot}}=\nabla (\Phi_{\chi}+\Phi_{b}) }$

wo und sind das Gravitationspotential der Dunklen Materie bzw. eines Baryons. Die Gleichung korreliert natürlich die Verteilung der dunklen Materie mit der Verteilung der baryonischen Materie. Mit dieser Korrelation kann die selbst-wechselwirkende Dunkle Materie Phänomene wie die Tully-Fisher-Beziehung erklären . ${\displaystyle \Phi_{\chi}}$${\displaystyle \Phi_{b}}$

Als Erklärung für das jährliche DAMA- Modulationssignal wurde auch die selbstwechselwirkende Dunkle Materie postuliert . Darüber hinaus wird gezeigt, dass es der Saat supermassereicher Schwarzer Löcher bei hoher Rotverschiebung dienen kann.

Siehe auch

• MACS J0025.4-1222 , astronomische Beobachtungen, die die DM-Selbstinteraktion einschränken
• ESO 146-5 , der Kern von Abell 3827 , der als erster Beweis für SIDM . behauptet wurde
• Stark wechselwirkende massive Teilchen (SIMP), vorgeschlagen, um kosmische Strahlungsdaten zu erklären
• Lambda-CDM-Modell

Verweise

Weiterlesen

• Bertone, Gianfranco (2010). Particle Dark Matter: Beobachtungen, Modelle und Recherchen . Cambridge University Press . P. 762. Bibcode : 2010pdmo.book.....B . ISBN 978-0-521-76368-4.
• Musser, George (Mai 2000). "Was ist los?" . Wissenschaftlicher Amerikaner . Bibcode : 2000SciAm.282e..24M . doi : 10.1038/scientificamerican0500-24 .
• Lawrence, Krauss (2000). Quintessenz: Die Suche nach fehlender Masse im Universum . Grundbücher . P. 384. ISBN 978-0465037414.