[揽瓜阁精读]74.暗物质

littlecedar

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gingersugar

mark

Chariot_leo

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yyking625

什么样的粒子可以构成暗物质？ 天文观测和理论提供了一些一般性的线索。它不可能是质子、中子，或者任何曾经由质子或中子构成的东西，比如变成黑洞的大质量恒星。 根据大爆炸期间粒子合成的计算，这样的粒子数量太少，不足以构成暗物质。 这些计算已通过对宇宙中原始氢、氦和锂的测量得到证实。
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超过一小部分的暗物质是中微子这种可能也排除了，中微子是一种轻量级的粒子，可以在太空中穿梭，不与任何原子相连。 中微子曾经是暗物质的一个重要可能性，它们的作用仍然是一个讨论问题，但实验发现它们可能太轻了。此外，它们是“热的”——也就是说，在早期宇宙中，它们的运动速度与光速差不多。热粒子的速度太快，无法进入观察到的宇宙结构。
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最适合天文观测的是“冷”暗物质，这个术语指的是一些未被发现的粒子，当它形成时移动缓慢。虽然冷暗物质在解释宇宙结构方面有其自身的问题，但与宇宙学家相比，大多数宇宙学家认为这些问题微不足道。 当前的基本粒子标准模型没有包含可以作为冷暗物质的粒子示例，但是标准模型的扩展——出于与天文学需求完全不同的原因而开发——提供了许多合理的候选者 .

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到目前为止，这种类型的扩展研究最多的是超对称粒子，所以我将专注于这个理论。 超对称性是对暗物质的一个有吸引力的解释，因为它假设了一个全新的粒子家族，每个已知基本粒子都有一个“超级伙伴”。这些新粒子都比已知粒子更重（因此更慢）。有几个是暗物质的自然候选者，最受关注的是中性子，它是光子（传输电磁力）、玻色子（传输所谓的弱核力）以及其他粒子类型的超级伙伴的混合物。 这个名字有点不幸：“中微子”听起来很像“中微子”，这两个粒子确实具有不同的属性，但在其他方面却截然不同。
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索尼亞

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Garb

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yunk

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Jeffrey-

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Monniewang

Thx

喵呜包子酱

P1
构成暗物质的不是质子和中子, too few
P2
构成暗物质的不是中微子，因为too lightweight and too hot——move too fast
P3
最符合观察的是cold dark matter,虽有瑕疵，但与其他假设相比问题最小。目前还没有例子，但是S模型提出了一些可能的候选。
P4
超级对称理论，每个基础粒子都有一个超级合伙人，比对应的基础粒子重。
neutralino (photon, boson,..)
P5
常规定义下来看，N很重，但是最轻的超级对称粒子。0电荷。
质量，稳定，中性 满足所有冷暗物质的要求