WIMP

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

WIMP (ang. Weakly Interacting Massive Particles – słabo oddziałujące masywne cząstki) – hipotetyczne ciężkie (10 GeV/c² do kilku TeV/c², podczas gdy masa protonu to nieco mniej niż 1 GeV/c².) cząstki oddziałujące z widzialną materią z siłą porównywalną do oddziaływań słabych[1]. (Neutrina słabo oddziałują z materią, ale są bardzo lekkie.)

Cząstki WIMP prawdopodobnie są „zimne”, czyli stosunkowo powolne (nierelatywistyczne, znacznie wolniejsze od światła), co pozwala im łatwo tworzyć skupiska, mogą więc być jednym z głównych składników zimnej ciemnej materii. Skupione, masywne, zatem też silnie grawitujące cząstki WIMP mogły być zalążkami nowo powstających galaktyk, a w powstałych już galaktykach WIMP-y powinny tworzyć halo stacjonarnego gazu[1].

WIMPy powinny być trwałe, dlatego obecnie najistotniejszymi kandydatami są najlżejsze cząstki supersymetryczne w modelach z dokładnym zachowaniem parzystości R (raczej neutralina, ponieważ typowe sneutrina udałoby się już wykryć). Innymi kandydatami są na przykład najlżejsze cząstki T-nieparzyste w modelach „Little Higgs” zachowujących parzystość T i technibariony[1].

Cząstki o masie rzędu 100 MeV/c² bywają określane jako lekka ciemna materia. Mogłyby one oddziaływać nieco silniej niż typowe WIMPy (chociaż wciąż słabo), a ich anihilacja mogłaby stanowić źródło pozytonów[2].

WIMPonium to hipotetyczny stan związany WIMPów. Może istnieć, jeśli masa WIMPów jest dostatecznie duża w stosunku do siły ich oddziaływań. Im większa będzie masa w stosunku do siły oddziaływania, tym więcej stanów wzbudzonych będzie możliwe. WIMPonia ulegają rozpadowi na cząstki modelu standardowego w wyniku anihilacji WIMPów, chyba że uniemożliwia to ścisłe zachowanie jakiejś liczby kwantowej (innej niż parzystość, gdyż parzystość dwu WIMPów o ujemnej parzystości jest dodatnia), np. ładunku U(1)_\chi (którego wartości są liczbami dodatnimi lub ujemnymi, tak jak dla zwykłego ładunku elektrycznego)[3].

Przypisy

  1. 1,0 1,1 1,2 Dark matter (ang.). PDG. [dostęp 2012-12-30].
  2. Michel Cassé, Pierre Fayet. Light Dark Matter. , 4–9 lipca 2005. Paris: 21st IAP Colloquium "Mass Profiles and Shapes of Cosmological Structures". arXiv:astro-ph/0510490 (ang.). 
  3. WilliamW. Shepherd WilliamW., Tim M.P.T. M. Tait Tim M.P.T. M., GabrijelaG. Zaharijas GabrijelaG., WIMPonium, Phys.Rev.D79:055022,2009, 14 stycznia 2009, DOI10.1103/PhysRevD.79.055022 [dostęp 2015-02-20] (ang.).