利用方向性暗物质直接探测实验研究银河系暗物质天体物理性质

论文摘要

暗物质最早被提出是在19世纪30年代。到目前为止,根据天文观测及计算,我们可以确定暗物质占宇宙总物质很大比例。在众多的暗物质粒子候选者中,弱相互作用大质量粒子(weakly interacting massive particles,WIMPs)是最被认可的,它是一类理论模拟粒子,并不是现有条件可以观测到的粒子。目前最可行的暗物质探测方法是直接探测,原理是探测暗物质粒子与目标核子弹性散射释放的能量,因此可以精确探测到目标核子从WIMPs获得的能量在这项实验中至关重要。对于这种探测方法,事件发生率对于探索WIMPs的性质意义重大,其与弹性散射能量有关。WIMPs与目标核子发生弹性散射的事件率主要取决于WIMPs在地球附近的密度以及WIMPs相对地球的速度分布。在本文中,我们重新定义了银道坐标系、黄道坐标系和赤道坐标系,它们与属于球坐标系的三个坐标系有相似之处,但不完全重合。借助重新定义的坐标系,通过对银河系中一维的麦克斯韦分布函数的模拟,我们重建了相对地球的一维的速度分布函数,这项工作验证了后面工作的正确性。更重要的是,我们分别在银道坐标系和赤道坐标系中呈现了WIMPs速度方向分布,等同于确定了WIMPs风吹向地球的方向。同时,当考虑地球的公转与自转后,我们展示了在不同时刻WIMPs速度方向在地球上的分布情况。我们拟合的在地球框架中的WIMPs速度分布与已知的WIMPs速度分布几乎吻合。此外,由于在银河系中考虑麦克斯韦分布,因此银道坐标系中的WIMPs速度方向分布应该是对称分布。我们的模拟结果完全符合理论分析,这为下面工作提供了可靠性。在赤道坐标系中的WIMPs速度方向分布具有不对称性,即WIMPs风吹向地球。同时,当地球旋转到一年的不同时间时,其WIMPs速度方向在地球上的分布有所不同。而且,通过一些技术处理,我们也呈现了一天中不同时刻WIMPs速度方向在地球上分布情况。对WIMPs速度方向在地球上分布情况的研究为方向性暗物质直接探测提供了基本的理论依据。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 白羽

导师: 吕国梁

关键词: 暗物质,坐标转换,速度方向分布

来源: 新疆大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 新疆大学

分类号: P145.9

总页数: 53

文件大小: 3190K

下载量: 59

相关论文文献

• [1].什么是暗物质?[J]. 科学通报 2018(24)
• [2].中微子质量之谜 新物理的启示?[J]. 物理教学 2017(09)
• [3].绝对的暗物质和暗能量是真空[J]. 科学中国人 2016(35)
• [4].从电子、μ子、τ子的质量和磁矩到暗物质与暗能量[J]. 中学生数理化(学习研究) 2017(01)
• [5].暗物质粒子空间间接探测[J]. 上海航天 2019(04)
• [6].暗物质与暗能量研究进展[J]. 科技视界 2016(26)
• [7].星体内部的暗物质粒子[J]. 云南大学学报(自然科学版) 2018(04)
• [8].论仪式实质与存在方式[J]. 青海师范大学学报(哲学社会科学版) 2019(03)
• [9].包含暗物质的强子夸克混合星[J]. 原子核物理评论 2018(04)
• [10].星系内部的暗物质粒子经典轨道[J]. 云南大学学报(自然科学版) 2019(05)
• [11].猜测宇宙中的暗物质与宇宙未来的猜测[J]. 科技风 2018(19)
• [12].伦理空间的“暗物质”[J]. 伦理学研究 2018(02)
• [13].悟空号:暗物质粒子的探索者[J]. 科学 2018(03)
• [14].教育实践中的“暗物质”对高职教师专业知识建构的影响[J]. 江苏教育研究 2019(15)
• [15].从印象主义绘画探究暗物质绘画[J]. 长沙民政职业技术学院学报 2018(02)
• [16].量子时空背景下Q泡暗物质的能量分布和辐射研究[J]. 中国科学:物理学 力学 天文学 2018(04)
• [17].FITS变长数组在暗物质卫星数据存储中的应用研究[J]. 天文研究与技术 2018(02)
• [18].爱因斯坦探针探测keV能段暗物质信号的展望[J]. 中国科学:物理学 力学 天文学 2018(03)
• [19].暗物质之谜[J]. 物理教学 2011(08)
• [20].暗物质粒子探测:意义、方法、进展及展望[J]. 工程研究-跨学科视野中的工程 2010(02)
• [21].PandaX实验的进展与展望[J]. 原子核物理评论 2017(03)
• [22].暗物质和暗能量[J]. 科学中国人 2016(11)
• [23].暗物质问题简介[J]. 物理 2011(03)
• [24].宇宙是由什么构成的?[J]. 科学通报 2016(16)
• [25].暗物质间接探测和对撞机探测实验现状[J]. 中山大学学报(自然科学版) 2012(04)
• [26].暗物质与暗能量研究新进展[J]. 中国基础科学 2010(03)
• [27].暗意识猜想[J]. 医学与哲学(A) 2012(09)
• [28].暗物质的观测证据[J]. 湖北第二师范学院学报 2009(08)
• [29].暗物质研究的进展兼谈科学中的整体统一方法[J]. 自然杂志 2008(05)
• [30].暗物质间接探测现状[J]. 中国科学:物理学 力学 天文学 2011(12)

标签：暗物质论文;  坐标转换论文;  速度方向分布论文;