暗物質(zhì)間接探測(cè)研究的開(kāi)題報(bào)告

暗物質(zhì)間接探測(cè)研究的開(kāi)題報(bào)告摘要暗物質(zhì)是宇宙中目前仍未得到明確確認(rèn)的神秘物質(zhì)?，F(xiàn)今的宇宙學(xué)模型認(rèn)為暗物質(zhì)占據(jù)了宇宙能量物質(zhì)的約85%的比例，因此對(duì)暗物質(zhì)的探測(cè)研究具有極其重要的意義。由于暗物質(zhì)的本身并不會(huì)與任何物質(zhì)發(fā)生電磁相互作用，因此通過(guò)直接探測(cè)是比較困難的，科學(xué)家們采用了間接探測(cè)的方式尋找暗物質(zhì)。本文將研究暗物質(zhì)間接探測(cè)的方法及其研究進(jìn)展，包括伽瑪射線、宇宙線反應(yīng)中微子以及重粒子等間接探測(cè)方法。關(guān)鍵詞：暗物質(zhì)探測(cè)；間接探測(cè)；伽瑪射線；宇宙線反應(yīng)中微子；重粒子AbstractDarkmatterisstillamysteriousmatterintheuniversethathasnotbeenclearlyconfirmed.Thecurrentcosmologicalmodelsuggeststhatdarkmatteraccountsforabout85%oftheenergymatterintheuniverse,soresearchondarkmatterisofgreatsignificance.Sincedarkmatteritselfdoesnotinteractelectromagneticallywithanymatter,directdetectionisdifficult,andscientistshaveadoptedindirectdetectionmethodstosearchfordarkmatter.Thispaperwillstudythemethodsandresearchprogressofindirectdetectionofdarkmatter,includinggammarays,cosmicray-reactingneutrinos,andheavyparticles.Keywords:darkmatterdetection;indirectdetection;gammarays;cosmicray-reactingneutrinos;heavyparticles1.研究背景宇宙學(xué)模型目前認(rèn)為，宇宙中的暗物質(zhì)占據(jù)了能量物質(zhì)的約85%，然而我們對(duì)暗物質(zhì)只了解其質(zhì)量、密度等極少的信息，其它的很多性質(zhì)依舊未知。因此尋找暗物質(zhì)其研究非常重要。然而暗物質(zhì)與我們通常研究的物質(zhì)不同，無(wú)法通過(guò)電磁波或者電荷來(lái)與之相互作用，直接觀測(cè)是很困難的?？茖W(xué)家們采用了通過(guò)觀測(cè)暗物質(zhì)對(duì)可觀測(cè)物質(zhì)的影響，通過(guò)間接方式來(lái)尋找暗物質(zhì)的方法。2.研究方法目前科學(xué)家們主要采用伽瑪射線、宇宙線反應(yīng)中微子和重粒子等間接探測(cè)方法。2.1伽瑪射線暗物質(zhì)被捕獲后，會(huì)發(fā)生自身湮滅，釋放出一定能量的伽瑪射線，可以通過(guò)探測(cè)伽瑪射線來(lái)尋找暗物質(zhì)。這種方法需要有足夠的靈敏度來(lái)探測(cè)極微小的伽瑪射線信號(hào)，因此現(xiàn)今的探測(cè)器需要具有非常高的分辨率和探測(cè)效率。目前已經(jīng)有很多伽瑪射線探測(cè)器，如Fermi、Hess、Magic等，已經(jīng)成功探測(cè)到了一些暗物質(zhì)信號(hào)。2.2宇宙線反應(yīng)中微子暗物質(zhì)粒子湮滅后可以產(chǎn)生大量的高能宇宙線帶電粒子和中性粒子。由于宇宙線反應(yīng)中微子的穿透力強(qiáng)，幾乎不會(huì)被物質(zhì)阻擋，因此可以通過(guò)探測(cè)高能宇宙線反應(yīng)中微子來(lái)間接研究暗物質(zhì)。目前科學(xué)家們主要采用底部水球探測(cè)器、超級(jí)半導(dǎo)體探測(cè)器等技術(shù)，在南極冰層中、深海水中等環(huán)境下進(jìn)行宇宙線反應(yīng)中微子探測(cè)。2.3重粒子重粒子是暗物質(zhì)的一種假設(shè)，由于質(zhì)量很大而對(duì)電磁波的響應(yīng)很小，因此擁有很好的穿透力，可以穿過(guò)地球并被觀測(cè)到。通過(guò)探測(cè)重粒子的能量和來(lái)源，可以研究暗物質(zhì)。3.研究進(jìn)展目前基于伽瑪射線的暗物質(zhì)探測(cè)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，F(xiàn)ermi望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到了來(lái)自銀河系中心的伽瑪射線暗物質(zhì)信號(hào)。此外，通過(guò)對(duì)可能與暗物質(zhì)湮滅相關(guān)的物種進(jìn)行研究，如中微子、正反質(zhì)子比，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些暗物質(zhì)的痕跡。在暗物質(zhì)重粒子的研究方面，LHC和XENON等大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)行，尚未發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)信號(hào)，但是已經(jīng)取得了重要的