Kkkkk

1. Weakly Interacting Massive Kkkkk Particles Ivana Horvat

2. Uvod

3. tamna materija • Šta objašnjavamo tamnom materijom? • velike strukture • Rotacione krive galaksija • Dve komponente: • barionska: BBN teorija ~4% • Nebarionska ~25%

4. Nebarionska: topla i hladna • TOPLA – neutrini: kompjuterske simulacije nisu u saglasnosti sa teorijom tm • Nisu dovoljno masivni • Lyman-alpha šuma - Ω<0.016 jako mali procenat TM!!! • Dakle: šta nam preostaje?? Hladna tamna materija!!!!

5. Zašto HLADNA tamna materija?? • Zbog formiranja velikih struktura • CMB -izrazita homogenost • Hladna - tromija • Bilo koji kandidat za CDM mora da zadovoljava sledece uslove: • Interakcija sa EM poljem slaba ili nikakva • Poprilična reliktna gustina • Stabilne čestice –nije došlo da raspada od vremena ranog univerzuma

6. WeakInteractingMassive Particles (: • Hipotetičke čestice ALI : • Najubedljiviji kandidat za nebarionsku tamnu materiju • Interakcija : samo slaba nuklearna ili gravitaciona • Neinteraguju putem elektromagnetne sile – razlog zbog kog su tamni i ne uočavamo ih direktno • Veoma masivne u poređenju sa standardnim česticama –sporo se kreću • Masa od 10 GeV do nekolikoTeV

7. Simulacije univerzuma ispunjenog hladnom tamnom materijom: distribuciju galaksija veoma sličnu onoj koju posmatramo i proučavamo • Nisu detektovane čestice sa svim pretpostavljenim karakteristikama (Neutrino najpribližniji – ali vruca tamna materija)

8. Skoro nemoguca detekcija upravo zbog slabe interakcije • Mnogo pokušaja do sada, direktnih i indirektnih ALI NIŠTA!!! • Large Hadron Collider, 2008. OBEĆAVA!!!

9. Posle stanje termalne ravnoteže u ranom univerzumu > prekid stvaranja/anihilacije: broj se od tada nije menjao • Pretpostavka: slaba anihilacija> zaključka: WIMPovi zaista imaju visoku reliktnu gustinu • Postojanje WIMPova proizilazi i iz teroije SUPERSIMETRIJE (SUSY): superparovi – LSP (lightest superparticle) • Održive i stabilne u svim modelima koje SUSY predviđa

10. Predviđeno rasejanje WIMPova na nukleusima -tesko detektovati – veliki izazov • Indirektne detekcije “Solar WIMP capture” δp in sun→zahvaćen δδ→visoko en.v's • u pripremi slični eksperimenti za detekciju iz galaktičkog centra

11. Uprkos verovatnoci indirektne detekcije, potreban direktan dokaz za validnost teorije WIMPova • I ako dođe do detekcije, očekuje se da ce ih biti svega nekoliko godišnje!!!!

12. Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) • CDMS eksperimenti • Princip:detekcija fonona • Detektori CDMS (Sudane Mine, Minnesota) koriste germanijum i silcijum kao medijume • interakcije sa jezgrom germanijuma, vibracije se detektuju na aluminijumskim i volframskim senzorima

13. “nucleus recoil” za WIMPe • Detekcija signala nastalih jonizacijom i fonona • Odnos različit • Dobijamo informacijei o kojoj čestici je reč

14. BEZ REZULTATA!!!! • CDMS fridge and icebox • Diskovi od germanijuma i silicijuma ohlađeni do temperatre reda milikelivina • Stanford University 2002,Soudan Mine 2003.

16. Pretpostavka – WIMPs samo jedan deo tamne materije..razlozi:presek za anihilaciju u ranom univerzumu • Neutralino

17. Ako postoje, mogu predstavljati veliki deo nedostajuće mase u univerzumu • WIMPs i LSPs poznatije kao “god particles”

19. ...jos jedan kandidat • Neutralino – vodeći slabo - interagujući kandidat • Po nekim modelima – nastao u ranoj fazi univerzuma; visoka temperatura

20. Ostaci iz tog perioda– ono što danas samatramo tamom materijom • Gruba procena na oko 10-10000 GeV • Gama i neutrino detektori u potrazi za anihilacijom neutralina u oblastima gde se pretpostavljaju visoke gustine CDM • Galaktičko jezgro

21. Šta se može odrediti direktnim i indirektnim posmatranjem? • Masa WIMPova • Presek za interakciju sa jezgrima atoma • low-temperature WIMP anihilacija - presek • Reliktna gustina WIMP materije

22. Šta nam govore istraživanja? • pozitroni, antiprotoni i gama-zraci, osetljivi na količinu materije u tamnim haloima • Uvid u strukturu galaktičkih haloa • Kao i celokupnu strukturu univerzuma

23. Hvala na pažnji (: