|
|
| Κωδικός Πόρου |
000451421 |
| Τίτλος |
Dark matter bound state formation and thermal decoupling in the early universe |
| Άλλος τίτλος |
Δημιουργία δέσμιων καταστάσεων και θερμική παραγωγή σκοτεινής ύλης στο πρώιμο σύμπαν |
|
Συγγραφέας
|
Βασιλάκη, Χριστιάνα Σ.
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Παυλίδου, Βασιλική
Πετράκη, Καλλιόπη
|
|
Μέλος κριτικής επιτροπής
|
Κυρίτσης, Ηλίας
Νιάρχος, Βασίλειος
|
| Περίληψη |
Η παρούσα εργασία εστιάζει στη θερμική παραγωγή σκοτεινής ύλης συζευγμένη με σωματίδια αλληλεπίδρασης πολύ
ελαφρύτερα από την ίδια. Σε αυτή τη περίπτωση, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων σκοτεινής ύλης είναι
ευρείας εμβέλειας. Οι αλληλεπιδράσεις ευρείας εμβέλειας οδηγούν στην εμφάνιση μη-διαταρακτικών φαινομένων,
συμπεριλαμβανόμενου και την ύπαρξη δέσμιων καταστάσεων. Η δημιουργία και διάσπαση των μετασταθών δέσμιων
καταστάσεων σκοτεινής ύλης δίνουν ένα επιπλέον κανάλι εξαΰλωσης για τα σκοτεινά σωματίδια. Αυτό επηρεάζει την
πυκνότητα της σκοτεινής ύλης, και συνεπώς αλλάζει την προβλεπόμενη μάζα και σταθερά σύζευξης των σκοτεινών
σωματιδίων που μπορούν να εξηγήσουν τη παρατηρηθείσα πυκνότητα σκοτεινής ύλης. Θεωρούμε φερμιονικά σωματίδια
σκοτεινής ύλης συζευγμένα με άμαζα σκοτεινά φωτόνια. Λόγω της αλληλεπίδρασης ευρείας εμβέλειας τα ζεύγη
σκοτεινών σωματιδίων-αντισωματιδίων έχουν δυνατότητα να δημιουργήσουν δέσμιες καταστάσεις τύπου-ποζιτρόνιουμ.
Στη θεωρία, για τον υπολογισμό της πυκνότητας της σκοτεινής ύλης απαιτείται η επίλυση ενός συστήματος
συζευγμένων εξισώσεων Boltzmann για τις δέσμιες καταστάσεις και τα ελεύθερα σωματίδια, που περιγράφουν τη
αλληλεπίδραση μεταξύ των εξαϋλώσεων, της δημιουργίας δέσμιων καταστάσεων, καθώς, της διάσπασης των δέσμιων
καταστάσεων και των αντίστροφων διαδικασιών, σε ένα διαστελλόμενο σύμπαν. Ωστόσο, οι μετασταθείς δέσμιες
καταστάσεις παραμένουν σε ήμι-σταθερή κατάσταση, και οι εξισώσεις απλοποιούνται σε μια που ενσωματώνει όλα τα
παραπάνω φαινόμενα. Η εξίσωση επιλύεται αριθμητικά, και η ισχύς της προσέγγισης της ημι-σταθερής κατάστασης
για τις δέσμιες καταστάσεις εξετάζεται. Η απαιτούμενη σταθερά σύζευξης που αναπαράγει τη παρατηρηθείσα
πυκνότητα σκοτεινής ύλης προσδιορίζεται συναρτήσει της μάζας του σκοτεινού σωματιδίου. Δείχνουμε πως για
σκοτεινά σωματίδια με μάζες μεγαλύτερες από μερικά TeV, η αφθονία της σκοτεινής ύλης επηρεάζεται σημαντικά
από τη δημιουργία και διάσπαση των δέσμιων καταστάσεων. Τέλος, εξετάζουμε την επίδραση της ακτινοβολίας
που παράγεται κατά τη δημιουργία δέσμιων καταστάσεων. Δείχνουμε ότι αντί να ιονίσουν τις δέσμιες καταστάσεις,
τα φωτόνια λόγω της διαστολής του σύμπαντος μετατοπίζονται στο ερυθρό και χάνουν την ενέργειά τους μέσω
σκεδάσεων Compton με τα σκοτεινά σωματίδια σε πολύ μικρότερες χρονικές κλίμακες.
|
| Φυσική περιγραφή |
iii, 32 σ. : πίν., σχήμ. εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ. |
| Γλώσσα |
Αγγλικά |
| Θέμα |
Bound-state formation |
|
Long-range intraction |
|
Δέσμιες καταστάσεις |
|
Σκοτεινό φωτόνιο |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2022-11-25 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
| Εμφανίσεις |
493 |
Dark matter bound state formation and thermal decoupling in the early universe
