Установлена новая версия минимальной массы частиц тёмной материи
Физики определили минимальную массу частицы темной материи в карликовой галактике Лев II, получив значение 2,2×10^-21 электронвольт. Этот результат был получен после анализа движения звезд в спутнике Млечного Пути, исходя из предположения, что темная материя состоит из одного типа бозонов. Оценка стала самой универсальной, так как основывалась на принципах квантовой механики, и была опубликована в журнале Physical Review Letters.
Темная материя давно является объектом исследований, однако напрямую ее еще не обнаружили: ни саму темную материю с помощью детектора LZ, ни ее взаимодействие с темными фотонами. Для оценки минимальной массы частицы ученые использовали идею о том, что длина волны де Бройля в определенной галактике должна быть меньше вириального радиуса этой галактики. В случае карликовых галактик минимальная масса оценивалась в 10^-22 электронвольт, что позволило установить примерный порядок величины, но не дало точной границы.
Тим Циммерман из Университета Осло, вместе с коллегами из Великобритании и Нидерландов, использовал данные о движении звезд в карликовой галактике Лев II, чтобы восстановить волновые функции темной материи и плотностные профили. Для этого они применили принцип неопределенности Гейзенберга, предположив, что произведение массы частицы темной материи на дисперсию ее скорости и протяженность области, в которой она существует, должно быть больше полутора постоянных Планка. Используя данные скорости и радиуса, полученные в результате анализа, исследователи восстанавливали волновые функции для каждой из пяти тысяч точек. Затем они сравнили эти функции с распределением звезд и варьировали массу бозона до тех пор, пока оба распределения не стали статистически совпадать. Итогом стало значение минимальной массы частицы темной материи в 2,2×10^-21 электронвольт с доверительным интервалом 95 процентов.
Авторы отметили, что их оценка является наиболее универсальной среди существующих, так как она основана исключительно на физических принципах и не зависит от космологических гипотез или сложных моделей динамики темной материи. Если частицы темной материи окажутся фермионами, минимальная масса будет составлять около 120 электронвольт, согласно принципу запрета Паули.
Темная материя давно является объектом исследований, однако напрямую ее еще не обнаружили: ни саму темную материю с помощью детектора LZ, ни ее взаимодействие с темными фотонами. Для оценки минимальной массы частицы ученые использовали идею о том, что длина волны де Бройля в определенной галактике должна быть меньше вириального радиуса этой галактики. В случае карликовых галактик минимальная масса оценивалась в 10^-22 электронвольт, что позволило установить примерный порядок величины, но не дало точной границы.
Тим Циммерман из Университета Осло, вместе с коллегами из Великобритании и Нидерландов, использовал данные о движении звезд в карликовой галактике Лев II, чтобы восстановить волновые функции темной материи и плотностные профили. Для этого они применили принцип неопределенности Гейзенберга, предположив, что произведение массы частицы темной материи на дисперсию ее скорости и протяженность области, в которой она существует, должно быть больше полутора постоянных Планка. Используя данные скорости и радиуса, полученные в результате анализа, исследователи восстанавливали волновые функции для каждой из пяти тысяч точек. Затем они сравнили эти функции с распределением звезд и варьировали массу бозона до тех пор, пока оба распределения не стали статистически совпадать. Итогом стало значение минимальной массы частицы темной материи в 2,2×10^-21 электронвольт с доверительным интервалом 95 процентов.
Авторы отметили, что их оценка является наиболее универсальной среди существующих, так как она основана исключительно на физических принципах и не зависит от космологических гипотез или сложных моделей динамики темной материи. Если частицы темной материи окажутся фермионами, минимальная масса будет составлять около 120 электронвольт, согласно принципу запрета Паули.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
