通过间接探测聆听宇宙
高能物理 - 唯象学
2018-05-21 v1
摘要
间接探测是利用天体物理探针搜寻暗物质的粒子本质。显然，它正位于粒子物理与天体物理的交叉点，且借助两学科各自的洞见可极大拓展暗物质的发现潜力。本论文对这一现象学进行了探索。一方面，我将展示如何通过暗物质经引力相互作用的天体物理观测，来确定天空中观测粒子暗物质信号最有希望的位置。另一方面，我论证了经改进的暗物质相互作用理论计算可用于将信号与天体物理背景区分开。这两种方法将在一般搜寻的背景下讨论，但也应用于银河系中心观测到的光子超出这一案例。该星系中心超出既体现了间接探测的挑战也体现了其乐趣。最初被认为是本星系中心湮灭暗物质的信号，现在看来更可能与一群毫秒脉冲星相关。然而这些脉冲星完全未被预料到，并凸显间接探测可带来关于宇宙的诸多新洞见，希望有朝一日包括暗物质的粒子本质。
引用
@article{arxiv.1805.07302,
title = {Listening to the Universe through Indirect Detection},
author = {Nicholas L. Rodd},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.07302},
year = {2018}
}
备注
Ph.D. thesis, MIT, April 2018; based on the work appearing in arXiv:1708.09385, arXiv:1612.05638, arXiv:1612.04814, arXiv:1511.08787, arXiv:1503.01773, and arXiv:1402.6703