Насколько легкой может быть бозонная темная материя
В новом исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, ученые определили новую нижнюю границу массы сверхлегких частиц бозонной темной материи. Предполагается, что темная материя, составляющая около 85% вещества во Вселенной, ускользает от прямого наблюдения. О ее существовании можно судить только по ее гравитационному воздействию на космические структуры.
Из-за этого ученые не смогли определить природу темной материи и, следовательно, ее массу. Согласно нашей современной модели квантовой механики, все фундаментальные частицы должны быть либо фермионами, либо бозонами.
Предыдущая работа успешно установила нижнюю границу массы темной материи (если она фермионная), используя принцип исключения Паули.
Принцип исключения Паули не позволяет двум фермионам (электронам, протонам, нейтронам) занимать одно и то же квантовое состояние одновременно. Однако это не относится к бозонам (фотонам, глюонам, частицам Хиггса).
Phys.org поговорил с первым автором исследования Тимом Циммерманом, кандидатом философии в Институте теоретической астрофизики Университета Осло.
Циммерман сказал: "С точки зрения астрофизики, продуктивным способом ограничить свойства темной материи является извлечение из наблюдений того, чем она не является. В этой работе мы устанавливаем новое фундаментальное ограничение на массу частицы темной материи, предполагая, что она относится к категории сверхлегких бозонов".
Согласно их исследованию, масса сверхлегкой бозонной темной материи должна составлять более 2*10^-21 электрон-вольт (эВ), что в 100 раз больше, чем предыдущие оценки с использованием принципа неопределенности Гейзенберга.
Кинематические наблюдения Лев II
Метод команды основан на данных о галактике Leo II, спутнике Млечного Пути. Это карликовая галактика, которая в 1000 раз меньше Млечного Пути.
"Все, что нам нужно, - это один-единственный снимок того, как выглядит Лев II. Интерпретация этого снимка оказывается довольно простой, поскольку он является близким соседом Млечного Пути, и, таким образом, нам не требуется моделировать дополнительные явления, такие как расширение Вселенной, для интерпретации этого снимка", - сказал Циммерманн.
Изучая движение звезд в созвездии Льва II, исследователи могут сделать вывод о том, как распределяется темная материя в галактике. Это объясняется тем, что движение звезд определяется гравитационным воздействием общей массы галактики, включая темную материю.
"Мы используем все, что знаем о Leo II, особенно о том, как он выглядит изнутри. Мы делаем все возможное и решаем уравнение Шредингера, чтобы определить все возможные состояния, в которых может существовать темная материя. Наш результат является исчерпывающим и основан только на физических принципах", - пояснил Циммерманн.
Команда создала 5000 возможных профилей плотности темной материи, которые согласуются с наблюдаемой кинематикой звезд в Leo II. Для этого они использовали инструмент для отбора проб методом цепей Маркова и Монте-Карло под названием GRAVSPHERE, который решает уравнение Джинса для определения профиля плотности темной материи.
Затем они сравнили эти профили, основанные на наблюдениях, с профилями плотности, созданными квантовыми волновыми функциями, представляющими темную материю с различными возможными массами.
Установив нижнюю границу и смешанную темную материю
Исследователи обнаружили, что когда частица темной материи слишком легкая (менее 2,2*10^-21 эВ), квантовые волновые функции не могут воспроизвести наблюдаемое распределение плотности темной материи из-за фундаментальных ограничений, вытекающих из принципа неопределенности.
Принцип неопределенности ограничивает то, насколько точно могут быть известны одновременно положение и импульс частицы.
В случае очень легких частиц темной материи это создает квантовую нечеткость, при которой они ведут себя скорее как волны, чем как локализованные частицы. Эта квантовая нечеткость не позволяет темной материи концентрироваться в небольших областях.
Для подтверждения своих результатов исследователи разработали вычислительный инструмент под названием JAXSP. Этот инструмент позволил им реконструировать волновые функции частиц темной материи и определить, могут ли они воспроизвести те, которые наблюдаются в профилях плотности Leo II.
С помощью статистического анализа они смогли определить точку, в которой масса частиц стала слишком мала для учета наблюдаемой структуры галактики.
По сравнению с предыдущими исследованиями, исследователи улучшили нижнюю границу массы темной материи на два порядка.
Полученные результаты имеют важное значение для популярных моделей сверхлегкой темной материи, в частности, для нечеткой темной материи, которая обычно предполагает частицы с массами около 10-22 эВ.
"Нечеткая темная материя с энергией 10^-22 эВ уже находилась под сильным давлением множества независимых исследований до нашей работы", - заявил Циммерманн.
"Что изменилось, так это то, что теперь мы можем сделать этот вывод более уверенно, просто потому, что даже если не использовать все эти причудливые модели расширения Вселенной, поглощения света газом или эволюции звезд на протяжении миллионов лет, наш результат по-прежнему исключает существование темной материи".
Заглядывая в будущее, команда стремится исследовать смешанные модели темной материи.
"Все более популярной идеей в сообществе феноменологов темной материи становится смешанная темная материя, идея о том, что темная материя состоит не только из одной частицы с одной массой, но и из множества частиц с разными массами", - объяснил Циммерман.
"Расширение нашего анализа до этого сценария, обеспечивающего надежный предел для смешанной темной материи, основанный только на информации о локальной Вселенной, является естественным шагом вперед".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Был ли первобытный человек технически развит

Военное видео с НЛО вызвало споры

Всемирный потоп в греческой мифологии

Встреча англичанки со странным существом

Встреча с инопланетянами возле Кошенцина

Города Мичигана, в которых были замечены НЛО

Древние передовые знания ведических мудрецов

Жизнь на Марсе будет похожа на тюремное заключение

Информация и экспертные знания об НЛО

Инцидент на острове Мори будет обсуждаться в Розуэлле

Каково назначение загадочных Врат Богов

Летчик-истребитель видел НЛО

Магнитное поле странным образом управляет воздухом

Мы были не первой развитой цивилизацией на Земле

Наблюдения чудовищ в озере Лох-Несс

НЛО в древние времена

НЛО замечен на афгано-пакистанской границе

Пилот истребителя едва не столкнулся с НЛО

Почему йети до сих пор не обнаружены

Предсказания Леонардо да Винчи

Призрачные огни терроризируют бенгальских рыбаков

Просочившееся в сеть военное видео с НЛО

Самое популярное место НЛО в Австралии

Следы инопланетян на дне Балтийского моря

Собаку-призрака заметили в историческом здании Глостера

Странный объект снят в Китае

Странный прямоугольный НЛО заметил пилот истребителя

У людей есть ингредиенты для отращивания конечностей

Ученые обнаружили парадокс в эволюции

Черви доказали, что Дарвин ошибался

Астероид-убийца может столкнуться с Луной

Биомеханический НЛО над графством Суррей

Бывший пилот ВВС США описывает блестящий объект

Вся жизнь на Земле подчиняется одному правилу

Где чаще всего живут психопаты

Городская инфраструктура замечена на Марсе

Журналисты борются с сокрытием информации о НЛО

Загадочная летающая тарелка в пустыне Сахара

Загадочный сигнал вырвался из глубин Антарктиды

ИИ может спровоцировать ядерный Армагеддон

ИИ подрывает навыки критического мышления

Инопланетяне развязали войну между Ираном и Израилем

Кто первым применит ядерное оружие

НЛО замечен над Массачусетсом

НЛО, меняющий форму, над Сакраменто

Новый ключ, который может раскрыть Пятую силу

Обнаружено недостающее вещество во Вселенной

Призрачный шлейф обнаружен под восточным Оманом

Причудливые и запутанные тайны из мира авиации

Свет имеет доступ к 37 различным измерениям

Скрытая закономерность сохранит ваши секреты

Странные сооружения под водой у острова Бали

Сферу Буга видели в Китае

Таинственные огни над Парагваем

Таинственные сигналы из Антарктиды

Тюрьма, населенная призраками

Фото инопланетян, опубликованные Пентагоном

Цилиндрический НЛО над Колорадо-Спрингс

Через 15 лет люди будут жить в оазисах на Марсе

Электронные письма Пентагон о НЛО

Voyah Dream и Free. Премиум без компромиссов

КамАЗ Компас. Важность и причины технического обслуживания

Changan. Премиум в движении - обзор моделей UNI-K, HUNTERplus

Обзор популярных моделей Haval. Jolion и Dargo

Гуанчи - последние потомки Атлантиды

Жюль Верн предсказал нечто похожее на интернет

ИИ отбирает рабочие места у айтишников

ИИ позволит колонизировать галактику через пять лет

Компания OpenAI вскрыла тёмные личности у ИИ

Кричащий призрак на месте ДТП

Металлический шар наблюдали в Китае

На каких планетах стоит искать жизнь

Наш мир может быть космической голограммой

Нашли недостающее вещество Вселенной

Нечто промчалось в небе над Мексикой

Носовое дыхание оказалось уникальным для каждого человека

Папа считает угрозу ИИ человечеству главной проблемой

План заражения Энцелада жизнью

Подразделение-201 ускорит внедренение военных ИИ-технологий

Похищения феями и подражателями

Почему ИИ не победит в игре 'Что? Где? Когда?'

Призрачный канал утечки тепла из ядра Земли

Таинственные болотные огни убивают рыбаков

Человеческие сердца впервые вырастили в зародышах свиньи

Модельный ряд Audi Q. Характерные особенности и ключевые представители

Американские военные сняли летающую тарелку

В пустыне Сахара замечен НЛО

Верящие в теории заговора излишне самоуверенны

Загадочная резьба с библейским посланием

Загадочные радиосигналы из-подо льда Антарктиды

Как формируются скалистые планеты

На Марсе растут грибы

Обнаружили сотни таинственных гигантских вирусов

Поможет ли планетарный зонт охладить планету

Раскройте тайны Вселенной с помощью гравилинзирования

Рецепт получения настоящего криптонита

Свежий взгляд на Космический рассвет

События, которые положат конец цивилизации

Таинственная медуза замечена над пустыней США

Тайна сербского Лох-Несского чудовища

Темная материя влияет на движение звезд

Теория заговора о космической станции Тяньгун

Уникальное поведение аккреционного диска SS 433

Холодная экзопланета на странной орбите

Шокирующее открытие в глубинах Земли

Обзор МФО которые выдают микрозайм на карту

Как правильно заправить газгольдер и рассчитать объем

Польза лазертага в Воронеже - не только в физической активности

Беспрецедентные виды южного полюса Солнца

Вспышки сверхновых вызвали изменения климата

Где находится центр Вселенной

Заметили неожиданно сильную струю черной дыры

Конспирологи оказались слишком самонадеянными

Луна переливается блестящими стеклянными бусинками

Необычные звездные ясли озадачили ученых

НЛО использовались для сокрытия военных секретов

Новые данные о сверхмассивной черной дыре в M87

Охотники на Несси раскупили все билеты на автобусы

Парадоксу Ферми исполнилось 75 лет

План по ускорению космических полетов

Повышение точности квантовых часов

Последние слова, которые люди слышат перед смертью

Самая крупная ароматическая молекула в космосе

Силикатные облака обнаружены в атмосфере экзопланеты

Сняли детеныша Лох-Несского чудовища

Спутники Урана удивили ученых

Уникальные виды внешней атмосферы Солнца

Фильтрация наземных загрязнений при поиске инопланетян

Процедура имплантации зубов. Практический разбор этапов и реабилитации

Верна ли теория палеоконтакта

Вторая сфера появилась в небе Колумбии

Зловещая правда о происходящем в Зоне 51

Как при помощи смарт-часов украсть данные

Кампания по дезинформации об НЛО

Китай успешно вживил мозговой имплант человеку

Летающая тарелка обнаружена в пустыне Сахара

Мужчина может видеть будущее

Мужчина пил из одной и той же термокружки 10 лет и умер

НЛО использовали для прикрытия спецопераций

НЛО как прикрытие для правительства США

Первый в мире город роботов запустит Тойота

Почему в США так часто наблюдают НЛО

Примитивная жизнь может существовать на лунах

Провалившаяся во времени на автомобиле

Раскрыта потрясающая правда об НЛО

Самые известные наблюдения НЛО в Техасе

Сходство мышления человека и искусственного интеллекта

США лидируют по количеству наблюдений НЛО

Футуролог назвал дату, когда люди смогут обмануть смерть

Вероятность столкновения Млечного Пути с Андромедой

Восстановление ДНК на космической станции

Житель Покипси снял странные огни в небе

Заброшенная НЛО-деревня с леденящей душу историей

Извините, но никаких НЛО нет

Как выбраться из болота теории струн

Люди не могут контролировать все

Министерство обороны США придумало НЛО

Млечный Путь обречен на столкновение с Андромедой

НЛО - это шутка

Обнаружена новая Зона 51, скрытая в горах Аляски

Обнаружено место формирования новой планеты

Откуда взялись космические лучи

Перспективы и опасности полета на Марс

Поиск аксионов путем анализа рентгеновских наблюдений

Решение давней загадки нейтронных звезд

Самообучающаяся нейронная сеть изучает черные дыры

Странные радиоимпульсы, исходящие из-подо льда Антарктиды

Тестирование новых методов научного анализа НЛО

Экзопланетные системы с компактными орбитами

В США чаще всего наблюдают инопланетян и НЛО

Вселенная возникла из черной дыры

Как был изготовлен небесный диск Небры

Людей призывают сообщать о кругах на полях в полицию

Мозговой имплант позволил видеть несуществующее

НАСА уже обнаружило инопланетян на Марсе

Невероятные свидетельства похищений инопланетянами

Неужели Пентагон выдумал наблюдения НЛО

НЛО - способ скрыть сверхсекретные технологии

НЛО были изобретены правительством США

Новый остров появился посреди Каспийского моря

Огненная дверь в Ад начинает закрываться

Проект-94 - отряд очаровательных убийц ЦРУ

Разоблачаем публикацию СМИ о Пентагоне и НЛО

Реконструирован процесс изготовления диска Небры

Свет может образовываться вообще без материи

Скоростной НЛО был запечатлен над Гранд-Каньоном

Наверх
Яндекс.Метрика