暗物质的空间探幻灯片.ppt

目录 暗物质 什么是暗物质？ 目录 目录 目录 目录 空间探测结果目前进展 PAMELA的正电子探测结果与之前的实验符合地很好 在1.5~100GeV处出现正电子异常 实线 理论上计算的来自 天体源的正电子 PAMELA和之前的实验 都有明显偏离实线的倾向 O.Adriani, etc. An anomalous positron abundance in cosmic rays with energies 1.5–100 GeV [J]. Nature, 2009, 458: 607 – 609. 空间探测结果目前进展 ATIC的探测结果与之前的实验符合地很好 在300~800GeV出现正电子异常 有待PAMELA证实，但被Fermi实验结果削弱 = 没探测到异常 *AMS ATIC ○BETS △HEAT ◇乳胶室 ×PPB-BETS 实线：天体源 J.Chang, etc. An excess of cosmic ray electrons at energies of 300–800 GeV[J]. Nature, 2008, 456: 362 – 365. 暗物质探测在中国 暗物质 探测方法 暗物质空间探测 总结 暗物质探测在中国 暗物质探测在中国 空间暗物质探测器 发射卫星 紫金山天文台、高能所、兰州近物所、科大 四川锦屏山地下实验室 2500m 清华大学 液氙探测器 200kg 上海交大 南极施密特望远镜阵（AST3）位于南极冰穹A 本作品采用知识共享署名-非商业性使用 2.5 中国大陆许可协议进行许可。 专业交流 模板超市 设计服务 NordriDesign中国专业PowerPoint媒体设计与开发 本作品的提供是以适用知识共享组织的公共许可（ 简称“CCPL” 或 “许可”） 条款为前提的。本作品受著作权法以及其他相关法律的保护。对本作品的使用不得超越本许可授权的范围。 如您行使本许可授予的使用本作品的权利，就表明您接受并同意遵守本许可的条款。在您接受这些条款和规定的前提下，许可人授予您本许可所包括的权利。 查看全部… 暗物质的空间探测 谢佳雯 近代物理系 代智涛 上海应用物理研究所 暗物质 探测方法 暗物质空间探测 总结 暗物质 暗物质探测在中国 不放射也不吸收光或任何电磁波 不可见 只通过引力作用与其他物质相互反应 暗物质是否存在 1933年，Fritz Zwicky，首次发现，virtual定理，初步证实存在 天文学发展：两种间接方法，动力学方法和引力透镜方法 2006年，钱德拉望远镜，星系碰撞，直接证据 数据来源：NASA/WAMP,2008 WIMPs WIMPs 大质量相互弱作用粒子 Weakly Interacting Massive Particles 一种超对称中轻微子 supersymmetric neutralino 最有可能的冷暗物质 ? 热暗物质 1 粒子只通过弱核力和引力产生相互作用， 或者粒子的相互作用截面小于弱核力作用截面； 2 与普通粒子相比质量较大。 轴子（axion），MACHOs 暗物质 探测方法 暗物质空间探测 总结 探测方法 暗物质探测在中国 直接探测方法 直接探测前提 如果我们的宇宙中暗物质由WIMPs组成，那么每秒会有数量巨大的WIMPs穿过地球。 WIMPs源 宇宙 实验室：加速器，如LHC 忽略与普通物质作用 根据碰撞损失的能量和动量来推断它是否产生 直接探测方法 直接探测原理 WIMPs/中微子：与靶物质的原子核发生散射 质子/电子/γ射线：与靶物质的电子发生散射 直接探测实验 地下深处：屏蔽宇宙射线的噪声，如中微子等 按靶物质分为两类 1.环境温度10mK 硅或锗晶体 探测晶体振动和电阻变化 CDMS，CRESST，EDELWEISS，EURECA，…… 2.环境温度160K 两相Xe或Ar TPC 探测闪烁光和电子离子对 XENON，ArDM，…… 非主流： DRIFT：CS2 DAMA/LIBRA：NaI（Ti） PICASSO：过热液滴气泡室 …… 直接探测方法 间接探测原理 1.WIMPs在太阳晕轮（solar halo)中与质子和α粒子相互作用，失去能量被太阳捕获 2.积累到一定程度，相互湮灭，多种产物产生：γ射线、粒子与反粒子对、中微子等 间接探测方法 间接探测方法 间接探测实验 1.空间：探测宇宙线，主要是γ射线、粒子与反粒子对等 寻找湮灭产物的能谱线和分布特征，寻找湮灭痕迹 PAMELA, ATIC, Fermi, AMS, …… 2.地表或地下：