Dark Matter : 보이지 않는 무언가가 있다 .

1. Dark Matter :보이지 않는 무언가가 있다. .CNU Department of physics 정해린 2010.04.20.

2. 1. What is the “Dark matter” [1] Dark Matter ? 광학적으로 관측이 되지는 않으나 천체의 운동이나 우주의 팽창에 기인하는 물질을 통틀어 이름. Fritz Zwicky( 1898 .2.14~1974. 2. 8) [2] Dark matter 개념의 창시자. 1933년 Coma galaxy cluster를 확인하면서 Virial의 정리를 이용하여 보이지 않는 물질을 추정하였으며 이를 dark matter라고 명명하였다.

3. 1. What is the “dark matter” 전 우주공간에 dark matter가 얼마나 있을까? 우주에 있는 은하들에 포함되어 있는 dark matter와 우주 밀도와 비교해보자! [3] 관측가능한 물질 5% + Dark matter 25% + ???70%

4. 2. What kind of “Dark Matters” Dark matter의 후보. ? [5] 2. 보통 물질과 똑같은 상태방정식을 만족하지만, 핵자나 전자 등 우리가 현재까지 알고 있는 입자와는 그 성질이 완전히 다르며 특히 전기적으로 중성인 particle. 1. 소행성, 행성, 혜성, 갈색 왜성 등의 빛을 내지 않는 천체들

5. 2. What kind of “Dark Matters” ? 비교적 천천히 움직이는 입자들. 우주 초기에 살아남은 입자들로 추정. Axion과 WIMPs(weak Interacting massive particles), Neutrallino가 대표적. CDM ( cold dark matter) Dark matter의 조건 : 빛을 내거나 흡수하지 않아야 하므로 전기 전하가 0이며 수명이 우주나이정도거나 전혀 붕괴되지 않는 안정된입자. Neutrino가 대표적. 전 우주공간에 널리 퍼져있다. 1 ㎥ 당 약 5500만개정도 있다고 계산 최근 작지만 질량이 있다고 밝혀짐 HDM (Hot Dark Matter) [6]

6. 2. What kind of “Dark Matters” 그 외 초대칭 particle들 Fermion 과 boson 사이의 대칭성. Spin이 ½ 만큼 하이가 나는 입자들 사이에 작용하는 시공간 대칭성의 일종. [7] 초대칭 (super symmetry) [7]

7. 3. Axion Strong interaction을 기술하는 QCD에서 strong CP 문제를 해결하기 위해 도입된 가상적 입자. Strong CP 문제 Strong interaction은 표준모형에의해 재 규격화가 가능한 모든 항을 쓰면 다음과 같이 쓸 수 있다. θεμνρσFμνFρσ. 이 항은 parity 대칭과 charge conjugate 대칭을 깬다. CP를 깨는 정도는 Θ값에 관계가 되어 있는데 이를 계산으로 예상하면 10^-9보다 작아야한다. 왜 이렇게 작은지에 대한 문제가 CP문제이다.

8. 3. Axion 성질 전하가 없으며 10-6에서 10-2eV/c2정도의 질량을 가진 것으로 추정된다. Strong interaction과 weak interation에 대해 상호작용 cross section이 매우 작아 관측이 힘들고 현재 CAST(Cern Axion Solar Telescope)에서 실험을 하고 있다.

9. 3. Axion Axion은 태양 안에서 charge와 photon과의 scattering에 의해 생성되는 것으로 예상되는데 solar neutrino의 갯수와 동일할 것으로 예상되었다. LHC자석을 이용하여 약 9~10 tesla정도의 자기장을 걸어주면 태양에서 나오는 axion을 convert하여 수 미리의 x-ray가 detect된다고 예상하고 있다.