反弹宇宙中自相互作用暗物质的产生与演化

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wan6415383aa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
标准宇宙学模型(ACDM模型)中的暗物质成分是冷暗物质。冷暗物质最有力的候选者之一是弱相互作用大质量粒子(WIMP)。在WIMP模型中,当宇宙温度下降到暗物质质量时,冻结开始发生。冻结过程由两个暗物质粒子湮灭成两个标准模型粒子(称为2→2过程)主导,并形成了现在观测到的暗物质能量密度。这一模型成功地解释了包括宇宙大尺度结构(k≤0.1h/Mpc)形成在内的一系列天文观测结果。然而,其在小尺度结构(k(?)0.1h/Mpc)上的预言却与数值模拟和初步天文观测的结果不符,这一问题称为“小尺度危机”。为了解决/缓解这一危机,人们提出了包括强相互作用大质量粒子(SIMP)模型在内的许多新构想。在SIMP模型中,除了有2→2过程,还增加了三个暗物质粒子湮灭成两个暗物质粒子的反应(称为3→2过程)。这一新过程可以部分的缓解小尺度危机,因此SIMP模型受到了极大的关注。然而,目前对SIMP模型的研究局限于暴胀宇宙学模型,而暴胀宇宙学模型不可避免的会遇到大爆炸初始奇点的问题。在本文中,我们研究了反弹宇宙中SIMP暗物质模型的演化。在反弹宇宙学模型中,宇宙通过收缩到膨胀的反弹过程避免了大爆炸初始奇点问题。在这一收缩-反弹-膨胀的宇宙演化背景中,我们仔细分析了 SIMP暗物质模型三种情况(热平均截面与温度无关情况,费米子情况,玻色子情况)下的产生和冻结过程。我们发现SIMP暗物质模型除了有和WIMP模型一样的丰度发生改变的强冻结过程(Freeze-out),还有丰度不发生改变的弱冻结过程(Freeze-in)。同时其产生模式也有达到热平衡态(Equilibrium)和未达到热平衡态(Non-equilibrium)的两种情况。按照这两个条件(Equilibrium/Non-equilibrium+Freeze-in/Freeze-out)进行组合分类,我们发现SIMP暗物质模型具有四种可能的演化途径:1、“Non-equilibrium+Freeze-in”途径:2、“Non-equilibrium+Freeze-out”途径;3、“Equilibrium+Freeze-in”途径;4、“Equilibrium+Freeze-out”途径(玻色子情况由于Equilibrium条件和Freeze-in条件偶然重合,因此缺少第3种途径)。进一步的,我们在这四种途径中各选取了一个范例,通过数值求解证明了它们都可以产生符合目前观测到的暗物质丰度,说明这四种途径都是可能的暗物质演化途径。我们的研究结果对理解新型暗物质模型在不同的早期宇宙演化背景中的演化途径具有较为重要的意义,并为利用新型暗物质直接/间接探测作为早期宇宙的探针奠定了相关方面的理论基础。
其他文献
2020年2月,随着泰国第三大党——未来前进党被宪法法院判决解散,自2014年后平静多年的曼谷街头再次迎来了强烈的反政府抗议活动,抗议者公开提出改革君主制的诉求,泰国政治面临新一轮的动荡。作为泰国社会一项重大的政治活动,示威抗议活动从爆发之初就得到泰国媒体的持续关注和报道。新闻是影响公众舆论的重要工具,带有一定的劝服意味,具有鲜明的修辞属性。本研究从修辞学视角出发,以《曼谷邮报》对泰国2020年2
学位
伴随大规模人口流动带来的一系列社会问题日渐凸显,社会融入问题深刻地影响着国家政治经济等多层级结构领域,今天6000万华人华侨群体的社会融入俨然是其中一个难以忽视的研究范畴。上个世纪后期,东南亚各国陆续出现大规模的排华事件,华侨华人在海外的生存受到威胁,大批数辈旅居海外的华侨华人被驱赶回国,国侨办因此先后设立了华侨农场安置当时回国的大批归侨。由于原侨居国和归国定居地的社会环境变化而导致的差异,归侨在
学位
“她时代”的到来,女性文化产品不断出现在大众视野中,以女性为主角的影视和综艺成为大众娱乐审美的重要组成部分。其中,女性综艺节目形成一股热浪,席卷全网。尤其在2018年以后,以女性为主题的综艺全面开花,成为综艺市场上一道绚丽的风景线。因此,本文将系统梳理并总结女性综艺节目的四个发展阶段,这有利于对女性综艺市场的发展趋势有一个基本的了解与判断。同时,选择《乘风破浪的姐姐》作为主要案例,结合文化研究、媒
学位
在社会现实背景和政策环境的影响下,学界对老年群体的数字媒体使用产生了浓厚的研究兴趣并收获了众多紧跟时代及社会热点的研究成果。学界内对该领域的探讨和研究正方兴未已,研究成果也是山包海汇,但是缺少对相关研究及研究活动本身的整体回顾和系统梳理。因此,有必要对该领域目前的研究成果做详细的梳理和分析。本文将1996年1月1日-2021年3月27日时间范围内知网中与老年群体数字媒体使用相关的研究成果作为研究对
学位
在乡村振兴的政治语境下,农村青年留守妇女已然成为当下农村中不可忽视的力量。而随着社交媒体在农村日益普及,也改变着中国农村地区交往方式与思维方式,对农村地区青年留守妇女也产生了一定的影响。本文采用问卷调查与深度访谈法,以安徽皖南合阜村青年留守已婚妇女为样本,年龄20-35岁,并以该群体对社交媒体的使用与接触情况为研究指标,主要研究问题是社交媒体对农村青年留守妇女婚姻带来的影响。在研究过程中并非把社交
学位
平谱射电类星体具有剧烈的伽马射线光变,剧烈光变的产生与指向观测者视线方向的相对论性喷流的非热辐射有关,因此光变的研究是理解平谱射电类星体喷流辐射区物理性质的有效手段。本文处理了PKS 1222+216、3C 279以及PKS0346-27等3个平谱射电类星体从2008年8月到2021年的Fermi-LAT观测数据,通过分析它们的光变曲线和能谱,得到以下主要结果:运用非对称耀发模型,我们拟合了三个源
学位
中国共产党成立100周年具有重要的政治意义与宣传价值,媒体围绕这一重要事件建构集体记忆能够凝聚共识、激发全国人民爱国热情,是中国共产党团结带领人民朝着下个一百年目标奋勇前进的重要精神动力。人民日报作关于建党百年的相关报道严谨考究,既能准确直观地反映和传达中央精神,又能在此基础上体现本报的风格特点,可以代表主流媒体建党百年报道的集体记忆建构倾向。藉由对人民日报建党百年报道样本的分析能够帮助我们更加清
学位
量子信息和机器学习都是当下发展迅速的新兴学科。近十几年,随着计算机硬件的发展和量子信息理论与实验技术的进步,人们发现二者之间可以相互促进、共同发展。一方面,机器学习因其善于概括复杂数据的能力被用于研究量子信息和量子物理的问题;另一方面,人们也在研究如何把量子优势带入并强化机器学习。在这个工作中,我们的关注点在于传统机器学习和量子信息交叉领域的研究。我们将人工神经网络中的卷积层和量子力学中的力学量算
学位
耀变体是具有相对论性喷流且其喷流方向指向地球的活动星系核的极端子类。由于多普勒聚束效应,我们观测到全波段的辐射主要来自喷流。喷流是由大量高能粒子组成,其粒子组成成分与产生机制目前仍不清楚。此外,其辐射机制也存在争议。本文简单介绍了活动星系核及耀变体的背景、基本性质以及物理结构并讨论了喷流内高能粒子的输运过程,重点介绍包含描述一阶和二阶费米加速、由于对流和空间扩散导致的粒子逃逸以及由于同步辐射和假定
学位
绝大多数现实网络是不规则、不均匀的,结构极为复杂。网络的复杂性既体现在整体结构的异质性上,也体现在各个节点及其邻居节点关系的多样性上。主要基于Shannon熵而提出的结构熵可以对网络的复杂性(异质性)进行刻画,但也存在许多不足。比如,在刻画网络复杂性时,传统的结构熵仅关注全局或者局部信息。此外,已有的研究表明,复杂网络中的重要节点虽然仅占少部分,却能在很大程度上影响网络的结构和功能。现已有很多方法
学位