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Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Besteht die Dunkle Materie aus Majorana-WIMPS?


Timm
30.06.12, 10:45
How Dark Are Majorana WIMPs? Signals from MiDM and Rayleigh Dark Matter (http://arxiv.org/abs/1206.2910)
We study the resulting phenomenology of this scenario: gamma ray lines from the annihilation of WIMPs; nuclear recoils in direct detection; and direct production of the WIMP pair in high-energy colliders. Considering recent evidence in particular for a 130 GeV line from the galactic center, we discuss the detection prospects at upcoming experiments.
An diesem Szenario wundert mich u.a. das Überleben dieser Teilchen. Soweit ich weiß, enstehen nach dem Urknall schwach wechselwirkende Teilchen zuerst. Oder bezieht sich das nur auf Neutrinos? Jedenfalls muß es wohl Mechanismen geben, die damals die Annihilation der Majorana-WIMPs verhindert haben. Sofern es sie überhaupt gibt. :(

Gruß, Timm

Hawkwind
10.07.12, 13:24
How Dark Are Majorana WIMPs? Signals from MiDM and Rayleigh Dark Matter (http://arxiv.org/abs/1206.2910)

An diesem Szenario wundert mich u.a. das Überleben dieser Teilchen. Soweit ich weiß, enstehen nach dem Urknall schwach wechselwirkende Teilchen zuerst. Oder bezieht sich das nur auf Neutrinos? Jedenfalls muß es wohl Mechanismen geben, die damals die Annihilation der Majorana-WIMPs verhindert haben. Sofern es sie überhaupt gibt. :(

Gruß, Timm

Majorana-Fermionen sind ihre eigenen Anti-Teilchen (iirc); somit geht es nicht um elektrisch geladene Fermionen.

Es geht also um Neutrinos oder um spekulative weitere neutrale Fermionen ("new physics"); darüber lässt sich der sehr allgemein gehaltene Artikel nicht weiter aus.

Annihilation spielt für neutrale Elementarteilchen wohl keine so große Rolle.

Gruß,
Hawkwind

Timm
12.07.12, 09:37
Majorana-Fermionen sind ihre eigenen Anti-Teilchen (iirc); somit geht es nicht um elektrisch geladene Fermionen.

Es geht also um Neutrinos oder um spekulative weitere neutrale Fermionen ("new physics"); darüber lässt sich der sehr allgemein gehaltene Artikel nicht weiter aus.

Annihilation spielt für neutrale Elementarteilchen wohl keine so große Rolle.


Offenbar annihilieren Majorana Teilchen grundsätzlich, wie hier (http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~deboer/html/Lehre/HS_WS2006/IndirekterNachweisDM-Handout.pdf) behauptet.
Neutrinos kommen als Kandidaten für die DM wegen ihrer niedrigen Masse nicht in Betracht. Die der WIMPs vermutet man oberhalb von 100 GeV, sodaß beachliche Gamma Blitze zu erwarten sind, falls es sich tatsächlich um Majorana WIMPs handelt.

Gruß, Timm

Hawkwind
12.07.12, 10:22
Offenbar annihilieren Majorana Teilchen grundsätzlich, wie hier (http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~deboer/html/Lehre/HS_WS2006/IndirekterNachweisDM-Handout.pdf) behauptet.


Na gut, "Annihilation" im eigentlichen Sinne (d.h. in niedrigster Ordnung) gibt es nicht. Zudem sind Majorana-Fermionen ja ihre eigenen Antiteilchen. Selbst im Standardmodell mit Dirac-Neutrinos annihilieren Neutrinos und Antineutrinos nicht in einem gewöhnlichen Tree-Graphen in niedrigster Ordnung. In höheren Ordnungen sind aber solche Prozesse denkbar mit 2 einlaufenden Neutrinos und einem auslaufenden Photon: man würde also eine Annihilation beobachten. Im SM mit Dirac-Neutrinos gibt es z.B. den Prozess im Anhang. Im Falle von Majorana-Neutrinos kannst du das untere einlaufenden Antineutrino getrost durch ein weiteres Majorana-Neutrino ersetzen. Wegen schwacher Wechselwirkung und höherer Ordnung ist so etwas aber stark unterdrückt.


BTW, bei Supernova-Explosionen mag so eine Annihilation vielleicht sogar von Bedeutung sein:

Electron Neutrino Pair Annihilation... (http://arxiv.org/abs/astro-ph/0205006)


Neutrinos kommen als Kandidaten für die DM wegen ihrer niedrigen Masse nicht in Betracht.


Ich weiss nicht. Wenn es hinreichend viele Neutrinos sind, reicht es sicher. Es mangelt wahrscheinlichen einach an plausiblen kosmologischen Modellen, die Entstehung solch großer Anzahlen von Neutrinos zu erklären. Das könnte aber auch ein "Vorurteil" sein.

Gruß,
Hawkwind

Hawkwind
12.07.12, 13:01
Es gibt da ja übrigens auch noch ganz andere Spekulationen, worum es bei der Dunklen Materie gehen könnte. Neulich wurde ich hierauf gestoßen:

Mirror matter-type dark matter (http://arxiv.org/abs/astro-ph/0407623)

Aus der Eichgruppe des Standardmodells
Gsm = SU(3)xSU(2)xU(1)

wird G = Gsm x Gsm und schon hat man eine komplette Spiegelwelt:
alles - samt der Eichbosonen - wird dupliziert: 2 Welten, die sich geisterhaft komplett durchdringen und sich gegenseitig nur via Schwerkraft wahrnehmen, da jede Welt ihren eigenen Satz von Eichbosonen, so auch ihr eigenes Photon hat, das mit der rivalisierenden Welt erst gar nicht wechselwirkt.

Einige Autoren behaupten, es gebe bereits empirische Indizien:

Experimental search for neutron - mirror neutron oscillations... (http://arxiv.org/abs/0706.3600)

Have mirror stars been observed? (http://arxiv.org/abs/astro-ph/9902065)

Have mirror planets been observed? (http://arxiv.org/abs/astro-ph/9908276)


... ein tolles Szenario für Science-Fiction-Romane: wie kommuniziert man mit den Aliens der Spiegelwelt? Geht wohl höchstens über Gravitationswellen.

Gruß,
Hawkwind

RoKo
12.07.12, 15:38
Hallo zusammen,

..Mirror matter-type dark matter (http://arxiv.org/abs/astro-ph/0407623) ..[/URL]

Der Artikel klingt ja recht vernünftig, aber hätte das nicht zur Konsequenz, dass es dann auch in unserer Nähe mirror-matter Sterne und Planeten geben müsste, deren gravitativer Einfluss auf die Laufbahnen ekennbar sein müsste? Schliesslich muss es rund 5 mal soviel mirror-matter geben.

Hawkwind
12.07.12, 17:21
Hallo zusammen,



Der Artikel klingt ja recht vernünftig,


Ja, finde ich auch: der Gedanke, dass die Parität auf einer GUT-Skala noch eine exakte Symmetrie sein könnte, ist doch eigentlich recht naheliegend, obwohl die Konsequenzen geradezu phantastischer Natur sind.
Diese Idee scheint unter den Forschern auch stark an Beliebtheit zu gewinnen.


aber hätte das nicht zur Konsequenz, dass es dann auch in unserer Nähe mirror-matter Sterne und Planeten geben müsste, deren gravitativer Einfluss auf die Laufbahnen ekennbar sein müsste? Schliesslich muss es rund 5 mal soviel mirror-matter geben.

Keine Ahnung, wie die Gedanken zur Entstehung der Spiegelmaterie sind. In unserem Sonnensystem gibt es offenbar keine Objekte von Planetengröße aus Spiegelmaterie.
Vermutlich gibt es gute Gründe dafür, dass normale und Spiegelmaterie jeweils eigene Sonnensystem bilden, die sich kaum mischen. Ich nehme an, dass man davon ausgehen kann, dass aufgrund der Entstehung des Sonnensystems Sonne und Planeten immer aus demselben Typ von Materie bestehen.

Timm
12.07.12, 17:54
Na gut, "Annihilation" im eigentlichen Sinne (d.h. in niedrigster Ordnung) gibt es nicht. Zudem sind Majorana-Fermionen ja ihre eigenen Antiteilchen. ... Wegen schwacher Wechselwirkung und höherer Ordnung ist so etwas aber stark unterdrückt.
Es ist schon erstaunlich, worüber in Zusammenhang mit Majorana WIMPs spekuliert wird. Hier (http://www.scilogs.de/kosmo/blog/einsteins-kosmos/allgemein/2010-04-02/erste-sterne-dunkle-sterne) im Abschnitt "Dunkle Materie als Hitzequelle" über das Anheizen von Sternen durch Annihilation von Majorana WIMPs. Bei solchen Überlegungen ist ja sicherlich "höhere Ordnung" berücksichtigt.

Ich weiss nicht. Wenn es hinreichend viele Neutrinos sind, reicht es sicher. Es mangelt wahrscheinlichen einach an plausiblen kosmologischen Modellen, die Entstehung solch großer Anzahlen von Neutrinos zu erklären. Das könnte aber auch ein "Vorurteil" sein.

Meines Wissens scheiden Neutrinos wegen ihrer hohen Geschwindigkeiten aus. Wenn sie Entweichgeschwindigkeit haben, können sie sich in Galaxien nicht anreichern und dann nützt auch ihre schiere Zahl nichts.
Jedenfalls gelten die Teilchen der DM als massiv, daher WIMPs.

Gruß, Timm

RoKo
12.07.12, 18:12
Hallo Hawkwind,

..In unserem Sonnensystem gibt es offenbar keine Objekte von Planetengröße aus Spiegelmaterie..Ich dachte auch weniger an unser Sonnensystem; aberfür andere und vor allem die Umlaufbahnen der Sterne um den Galaxismittelpunkt haben wir wohl zu wenig Beobachtungsdaten.

Eine andere Konsequenz wäre m.E. die Bestätigung der ART in dem Sinne, dass die Gravitation tatsächlich durch den Raum (matter and mirror matter acts on space, space acts on matter and mirror matter) verursacht ist.

Ist natürlich alles noch hoch spekulativ.