Скалярное поле темной материи - Scalar field dark matter
В астрофизике и космологии темная материя скалярного поля - это классическое, минимально связанное скалярное поле, постулируемое для объяснения предполагаемой темной материи .
Задний план
Вселенная может ускоряться, возможно, подпитываемой космологической постоянной или каким-либо другим полем, обладающим дальнодействующими «отталкивающими» эффектами. Модель должна предсказывать правильную форму для крупномасштабного спектра кластеризации, учитывать анизотропию космического микроволнового фона на больших и промежуточных угловых масштабах и обеспечивать согласие с соотношением светимости и расстоянием, полученным из наблюдений сверхновых с большим красным смещением . Смоделированная эволюция Вселенной включает в себя большое количество неизвестного вещества и энергии, чтобы соответствовать таким наблюдениям. Эта плотность энергии состоит из двух компонентов: холодной темной материи и темной энергии . Каждый вносит свой вклад в теорию происхождения галактик и расширения Вселенной. Вселенная должна иметь критическую плотность, плотность, не объясняемую только барионной материей (обычной материей ).
Скалярное поле
Темную материю можно смоделировать как скалярное поле, используя два подгоняемых параметра: массу и самодействие . На этом изображении темная материя состоит из сверхлегкой частицы с массой ~ 10 −22 эВ, когда самодействие отсутствует. Если есть самовзаимодействие, допускается более широкий диапазон масс. Неопределенность положения частицы больше, чем ее длина волны Комптона (частица с массой 10 −22 эВ имеет длину волны Комптона 1,3 световых года ), и для некоторых разумных оценок массы частицы и плотности темной материи нет смысла говорить о положениях и импульсах отдельных частиц. Сверхлегкая темная материя была бы больше похожа на волну, чем на частицу, а галактические гало - это гигантские системы конденсированной бозе-жидкости , возможно, сверхтекучей . Темную материю можно описать как бозе-эйнштейновский конденсат сверхлегких квантов поля и как бозонные звезды. Огромная комптоновская длина волны этих частиц предотвращает образование структур на небольших субгалактических масштабах, что является серьезной проблемой в традиционных моделях холодной темной материи. Коллапс начальных сверхплотностей изучен в справочной литературе.
Эта модель темной материи также известна как темная материя BEC или волновая темная материя. Нечеткая темная материя и сверхлегкий аксион являются примерами темной материи скалярного поля.
Смотрите также
- Слабо взаимодействующие массивные частицы - гипотетические частицы, которые считаются темной материей.
- Минимальная суперсимметричная стандартная модель
- Нейтралино - собственное состояние нейтральной массы, сформированное суперпартнерами калибровочных бозонов и бозонов Хиггса
- Аксион - гипотетическая элементарная частица
- Гало темной материи - теоретический компонент галактики, который охватывает галактический диск и простирается далеко за пределы видимой галактики.
- Светлая темная материя - кандидаты в слабовзаимодействующие массивные частицы темной материи с массой менее 1 ГэВ.
- Горячая темная материя - теоретическая форма темной материи, которая состоит из частиц, движущихся с ультрарелятивистскими скоростями.
- Теплая темная материя - гипотетическая форма темной материи.
- Нечеткая холодная темная материя - гипотетическая форма холодной темной материи, предложенная для решения проблемы каспи-гало.