“悟空”玉宇探测暗物质——暗物质粒子探测卫星简介

 暗物质是当今科学研究的前沿热点研究领域。暗物质探测可以分为直接探测、间接探测和对撞机探测3类。其中间接探测是在宇宙线中寻找暗物质湮灭或者衰变产生的信号。2015年12月27号中国发射了第1颗用于暗物质粒子探测的空间科学卫星(DAMPE),它具有能量分辨率高、测量能量范围大和本底抑制能力强等优势,将中国的暗物质探测提升至新的水平。本文介绍暗物质粒子探测卫星的结构、性能优势和科学目标。     

暗物质间接探测和对撞机探测实验现状

综述了暗物质间接探测和对撞机探测实验的现状和最新进展,并对现有主要实验的最新结果和限制进行了归纳总结。自2008年以来,宇宙线正负电子谱的反常超出被多个实验组相继报道出来。尽管存在一些争议,暗物质效应是这些超出现象的一种自然解释。另一方面,反质子-质子比和γ射线观测结果均未呈现反常信号,这为暗物质的性质给出很强的限制。此外,也可以通过对撞机探测实验上的零信号来限制暗物质性质。在不久的将来,AMS-02和LHC的新数据可能会为暗物质研究提供新的启示。     

暗物质研究获突破

宇宙中暗物质的身份可能已经被发现了。在似乎是迄今为止对暗物质最令人信服的声明中，英国和法国的研究人员说，来自银河系中心的伽马射线显示出这些粒子的特征。     

暗物质直接探测实验现状

 综述了暗物质直接探测实验现状,并对现有主要实验的最新结果和限制进行归纳总结。有些实验已经声称找到了暗物质的疑似信号,但这些疑似信号相互矛盾,而且有些实验又将这些信号区域排除了,需要更进一步的实验才能给出确切的答案。     

浅谈暗物质的直接探测

讨论了同时利用中国的暗物质直接探测实验CDEX和PandaX靶核的反冲能量数据及相关的线上数据分析系统AMIDAS重建暗物质粒子的质量和一维速度分布函数的可行性．结果表明：结合CDEX和Pan—daX未来的实验数据，对于较轻的暗物质粒子（质量约小于175OeV），AMIDAS可以很好地重建其质量．     

基于地下实验室的暗物质直接探测实验

 暗物质研究是当前基础物理研究的前沿热点课题之一,对天体物理学、宇宙学和粒子物理学等学科的发展具有十分重要的意义。暗物质的直接探测实验是进行暗物质研究的手段之一,也被认为是最为重要的一种方法。本文介绍:暗物质的不同探测方法、暗物质直接探测实验的原理;国际上主要的地下实验室、针对轻质量和重质量暗物质进行直接探测的典型实验及目前取得的进展;下一代实验将面临的挑战和机遇。     

暗物质的天文学探测

 暗物质和暗能量是宇宙主要的组成部分,被认为是"笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云",是基础物理与宇宙学研究最前沿的方向之一。对暗物质突破性的研究进展将极大促进人们对基本自然规律以及宇宙演化的理解。国际上对暗物质的研究极为重视,美国和欧洲都为之进行了详细周密的规划,开展了一系列的相关项目规划。中国也将暗物质的研究纳入了中长期规划,在过去的几年中国在暗物质探测方面实现了长足进步,在四川锦屏山地下实验室开展多项暗物质直接探测试验,暗物质粒子卫星作为中国空间科学先导专项的首发星,也是中国发射的第1颗天文卫星,2015年12月成功发射。通过观测暗物质粒子湮灭后的粒子产物,有可能在间接探测方向实现对暗物质研究的革命性突破。本文简介暗物质概念提出的历史与暗物质探测的天文学观测手段。     

基于液氙的暗物质直接探测

对暗物质的直接探测是探索暗物质本性的一个重要手段.近年来,随着液氙探测技术的发展,探测质量不断增大,对暗物质的探测灵敏度也不断提高.本文从暗物质在液氙探测器中预期的事例数出发,介绍了液氙探测器的信号产生和关键探测技术,以及控制探测器中本底的方法.目前液氙探测技术对暗物质与核子弹性散射截面的上限已经达到了10-44cm2,今后几年的灵敏度会继续提高2～3个数量级,对暗物质新物理模型做出更好的限制.     

宇宙线研究相关的伽马射线天文（英文）

宇宙线是星际介质中最重要的成分之一,然而其起源至今成谜。宇宙线在星际湍动磁场中的扩散在很大程度上抹去了宇宙线加速源的分布信息。而宇宙线扩散过程的能量相关性又改变了宇宙线的初始能谱。因此,伽马射线,作为宇宙线与星际介质中气体和光子相互作用产生的次级产物,能提供更多的关于宇宙线起源的信息。更具体的,与气体分布成协的弥散伽马射线可用来研究宇宙线的分布,而离散的伽马射线源能用来研究单独的宇宙线加速源。本文介绍了该领域的现状和未来前景。     

暗物质研究述评

近年来的天文观测表明,宇宙中只有约5%的物质是我们所了解的重子物质,其余约25%是暗物质,约70%是暗能量。暗物质和暗能量已成为现代科学中最重要的问题之一。介绍了当前暗物质研究的进展。     

暗物质模型简介

本文简单介绍了一些关于暗物质的模型研究,首先概述了暗物质的发现和大致的研究框架,并介绍了一些自然的暗物质候选者,如轴子和超对称模型中的Neutralino等,随后我们讨论一些具体模型和由实验诱导的一些模型.     

暗能量与暗物质相互耦合的观测限制

暗能量是一种引起宇宙加速彭胀的排斥力,探索暗能量的性质是目前天文学和理论物理领域中最突出的问题之一。提供选取暗能量状态参数为常量和变量（随红移变化）的2种模型,并考虑在模型中加入一种被广泛采用的暗能量耦合形式Q=3αHρm进行数值模拟讨论。应用最新的观测数据对耦合模型的相关参数进行限制,得到了暗因子耦合强度的上限。对常量和变量耦合模型,〖JP3〗在1σ,2σ和3σ置信度内,代表耦合强度的参数分别为α≤0.017 6(0.022 5)(0.027 3)〖JP〗和α≤0.020 6(0.027 8)(0.034 5)。研究表明,这2种模型可给出与目前的观测结果相一致的参数范围。     

暗能量与暗物质相互耦合的观测限制

暗能量是一种引起宇宙加速彭胀的排斥力,探索暗能量的性质是目前天文学和理论物理领域中最突出的问题之一。提供选取暗能量状态参数为常量和变量(随红移变化)的2种模型,并考虑在模型中加入一种被广泛采用的暗能量耦合形式Q=3αHρm进行数值模拟讨论。应用最新的观测数据对耦合模型的相关参数进行限制,得到了暗因子耦合强度的上限。对常量和变量耦合模型,在1σ,2σ和3σ置信度内,代表耦合强度的参数分别为α≤0.0176(0.0225)(0.0273)和α≤0.0206(0.0278)(0.0345)。研究表明,这2种模型可给出与目前的观测结果相一致的参数范围。     

浅论宇宙中的暗物质

本文以兹威基对暗物质的首次发现为出发点 .回顾了物理学工作者研究暗物质所走过的坎坷之路 .以天文观测的事实和粒子物理学研究的新成果为根据 ,推测了暗物质存在的空间区域及形态 .     

从万有引力出发对黑洞、暗物质和暗能量的分析与理解

万有引力具有两个基本特性：普适性和纯粹吸引作用,重力系统的能量则必须是正定的．从万有引力出发,在牛顿力学的基础上进行简单推导得到了一些关系式,对黑洞、暗物质和暗能量等一些物理课题进行一定程度的分析和理解．     

确定势下SO(2)暗物质宇宙模型场方程求解初探

本文首先给出了在平直R-W时空背景下SO(2)暗物质模型的有效拉氏量表达式,其次对于给定的确定的势V(Φ)求得SO(2)暗物质模型场方程并具体求解了场方程的零级近似解,同时给出了能量密度ρΦ、压强PΦ以及方程中各个参数的表达式.     

暗物质存在性的数学预测

分别运用变形Poincar 群法、Boltzmann方程分析与中微子味残存概率法阐述了暗物质的存在性,并介绍了暗物质模型.     

具有奇异物质与暗能量作用的二维Brans-Dicke宇宙模型

本文研究了具有奇异物质与暗能量作用的二维Brans-Dicke宇宙模型,并获得了一些新的宇宙学解,这些解可用于解释宇宙加速膨胀;此外,对二维Brans-Dicke弦引力模型中的宇宙学解进行了探讨,发现弦气体具有负能密度这一奇特性质,这一结果可导致早期宇宙的暴涨.