基于伽马射线观测间接探测WIMPs暗物质
批准号:
12103001
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李尚
依托单位:
学科分类:
暗物质、暗能量、早期宇宙、宇宙学模型
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李尚
关键词:
中文摘要
许多观测现象显示宇宙中存在大量的暗物质,最新的观测表明暗物质约占宇宙的27%,但人们对暗物质粒子的本质几乎是一无所知。申请人拟基于伽马射线数据开展WIMPs暗物质的研究,计划利用Fermi-LAT最新的分析软件、背景模板和超过12年的观测数据,结合DAMPE卫星及其他望远镜的观测数据,搜寻WIMPs暗物质湮灭或衰变产生的伽马射线信号并限制暗物质模型参数。将系统地搜寻矮椭球星系、星系团方向暗物质产生的伽马射线辐射;搜寻WIMPs暗物质湮灭产生的伽马射线线谱信号;利用更多的观测数据,研究伽马射线方面存在的疑似暗物质信号。科学目标是:探测到WIMPs暗物质湮灭或衰变产生的伽马射线信号;准确的限制暗物质湮灭截面和衰变寿命;理解疑似暗物质信号的真实起源。
英文摘要
Many observation phenomena show that there is a large amount of dark matter in the universe, the latest observation suggests that dark matter constitutes about 27% of the universe, but the nature of dark matter particles is still a mystery. The applicant intends to study the WIMPs dark matter based on gamma-ray data. This project plans to search for the gamma-ray signals produced by the annihilation or decay of WIMPs dark matter and constrain the parameters of the dark matter models, based on the latest analysis software, the new background templates and more than 12 years data of Fermi-LAT, combined with the data of DAMPE and other telescopes. We will search for gamma-ray emissions generated by dark matter in the direction of dwarf spheroidal galaxies and galaxy clusters systematically. In addition, the gamma-ray line signals produced by the WIMPs dark matter will be investigated. Furthermore, we will study the suspected gamma-ray signals of dark matter with more data. The main goals are to detect the gamma-ray signals produced by the dark matter annihilation or decay, to constrain the dark matter annihilation cross section and decay lifetime accurately, and to understand the true origin of the possible dark matter signals.
很多观测现象表明,宇宙中存在大量的暗物质,但暗物质的本质目前尚不清楚。物理学家提出了很多可能的暗物质粒子候选体,其中最受关注的是弱相互作用大质量粒子(WIMPs),但至今没有探测到确定的暗物质信号。本项目的研究工作是基于伽马射线数据开展WIMPs暗物质的研究,主要内容和结果有如下几个方面:.1)利用更长时间的数据搜寻矮椭球星系方向的伽马射线信号。结果表明Reticulum II方向的伽马射线信号可能起源于天体物理过程。此外发现Bootes II和Willman 1方向存在微弱的伽马射线信号。.2)搜寻附近16个星系团中暗物质湮灭的伽马射线信号。结果表明Coma星系团区域的伽马射线辐射与暗物质湮灭无关。此外,Perseus星系团区域存在伽马射线超出,但真实起源尚不清楚。. 3)搜寻65个星系团的伽马射线信号。发现四个星系团(A2065、A2244、A337和A0119)方向存在比较显著的伽马射线信号,但这些信号的真实性及其起源尚不清楚。.4)搜寻了全天各区域的伽马射线线谱信号,发现几十个区域存在疑似的线状超出,但与以前的位置不同,暗示这些线状超出可能来自于统计涨落。
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