초신성에서 (사소한) 암흑 물질 생산

암흑 물질은 입자로 만들어져 약하고 중력으로 만 물질과 상호 작용하는 것으로 여겨진다. 암흑 물질의 일반적인 후보 중 하나는 소위 WIMP 입니다. WIMP는 구체적으로 무겁고 자신의 반입자 일 수 있습니다.

그리고 임의의 다른 입자로서 암흑 물질 입자는 충분히 높은 에너지에서 생성 될 수있다. 어두운 물질 입자의 질량을 알 수 있지만, 정도가 될 것으로 추정되는 - 의 온도에 대응 - 이들 입자가 생성 될 것으로 예상되는 .100 GeV의 T D M ≈ 10 13 10 15$1$$100 \textrm{GeV}$$T_{DM}\approx 10^{13}$$10^{15}\textrm{K}$

이러한 엄청난 온도는 합리적인 천체 물리적 과정에서 거의 달성 할 수 없지만, 코어 붕괴 초신성에서 새로 형성된 코어의 온도는 이며 아마도 붕괴 중 단계. 그런 다음 조잡한 추정치는 생성 된 암흑 물질의 양이 임을 암시합니다 . 또는 숫자 형식으로 입니다. 이것은 에서 초신성 동안 생성되는 암흑 물질의 양이 약 1 킬로그램임을 의미합니다. 이러한 온도는 도달 할 수 있습니다.M D M은 ≈ E - T D M / T S N은 , 해요 의 X M ⊙ 로그 (10) ( M D M / kg ) = 30.3 - 0.43 ( T D M을 / T S N ) T S N = 1.4 $T_{SN,after}\approx 10^{11}\textrm{K}$$M_{DM}\approx e^{-T_{DM}/T_{SN,max}}M_\odot$$\log_{10}(M_{DM}/\textrm{kg})=30.3-0.43(T_{DM}/T_{SN})$ 1 $T_{SN}=1.4\cdot 10^{-2}T_{DM}$$1 \textrm{GeV}$DM 입자. 따라서 초신성 당 몇 킬로그램의 암흑 물질을 낙관적으로 기대할 수 있습니다.

이제 질문입니다. 코어 붕괴 초신성의 전형적인 암흑 물질 생산은 무엇입니까? 좋은 대답은 기존 견적에 대한보다 강력한 확장 일 것입니다. 건설적인 의견을 환영합니다.

현재 가장 선호되는 WIMPS는 아마도 중성자 일 것입니다. http://en.wikipedia.org/wiki/Neutralino를 참조하십시오

이 입자는 현재 순전히 가설입니다. 위의 Wikipedia 기사에서 가장 가벼운 중성에 대한 질량 추정치는 10에서 10,000 GeV 사이이며 이는 SN의 생산 속도가 가정 된 1 GeV보다 훨씬 낮음을 의미합니다. LHC에서 더 높은 생산 속도가 이미 감지되었을 것입니다.

따라서 LHC에서 WIMPS의 비 검출 (에너지 손실 형태)에서 SN의 생산 속도 상한을 추정 할 수 있어야한다.

몇 가지 유형의 초신성 및 핵심이 붕괴 될 수있는 방법이 있습니다. 감마선 광분해가 무거운 원소 (Si, Fe 및 Ni 등)를 모두 파괴하고 양자, 중성자 및 전자로 분해하는 극단적 인 경우를 생각해 보자. 각 핵은 모든 결합 에너지, 핵 질량 당 약 9 MeV 또는 나머지 질량의 0.9 %를 방출합니다. 에너지의 대부분은 상대 론적 중성미자 (양자, 중성자, 전자의 운동 에너지의 나머지)의 형태로 나온다고 생각합니다. 따라서 상한은 코어 질량의 0.9 %가 중성미자로 끝나는 것입니다. 중성미자의 나머지 질량은 훨씬 적지 만, 상대 론적 질량이 아마도 더 적절한 수일 것입니다.

작은 밀도의 폐쇄 밀도 ( ) 별에 있고, = 0.0027 (Fukugita & Peebles, 2004), 별에서 질량의 약 7 %가 초신성으로 들어가고, ~ 10 %는 코어 붕괴, 상대 론적 중성미자에서 0.9 %가 나옵니다. 따라서 SN의 뜨거운 암흑 물질의 는 대략 0.0027 * 0.07 * 0.1 * 0.009보다 작습니다.Ω s t a r s$\Omega$$\Omega_{stars}$$\Omega$