【摘要】：盡管標(biāo)準(zhǔn)模型在粒子物理領(lǐng)域的地位是毋庸置疑的,但是在暗物質(zhì)候選者和中微子質(zhì)量問題上卻無能為力。諸多宇宙和天文觀測實驗(例如星系旋轉(zhuǎn)曲線、星系團(tuán)中X射線氣體的行為、引力透鏡、星系紅移和宇宙微波背景輻射等)都證實了宇宙中存在大量的暗物質(zhì);中微子振蕩實驗則表明了中微子具有極小的非零質(zhì)量。暗物質(zhì)的存在和中微子質(zhì)量問題意味著新物理的出現(xiàn),超對稱(SUSY)是最受歡迎的新物理模型之一,它包括最小超對稱標(biāo)準(zhǔn)模型(MSSM)、次最小超對稱模型(NMSSM)和-SUSY等多種理論形式。當(dāng)R宇稱守恒時,NMSSM模型自然地提供兩個類-WIMP粒子sneutrino和neutralino為暗物質(zhì)候選粒子。然而,sneutrino暗物質(zhì)由于湮滅太快、產(chǎn)生的殘留密度太小而被排除,隨著暗物質(zhì)直接探測實驗PandaXII、LUX和XENON-1T數(shù)據(jù)的不斷積累,對neutralino暗物質(zhì)的限制也越來越苛刻。我們希望構(gòu)建一個新的物理模型,同時能解決暗物質(zhì)候選者問題和中微子質(zhì)量問題。Seesaw機(jī)制通過引入右手中微子場來解決中微子質(zhì)量問題。將Type-I Seesaw和Inverse Seesaw分別加入NMSSM模型中進(jìn)行擴(kuò)展,都可以得到sneutrino為最輕超對稱粒子(LSP)的暗物質(zhì)候選粒子,同時可以賦予中微子質(zhì)量。Type-I Seesaw在NMSSM模型中加入一個右手中微子場N,但該模型中湯川耦合系數(shù)過小,導(dǎo)致對撞機(jī)上產(chǎn)生不了可觀測到的右手中微子。Inverse Seesaw在NMSSM模型中加入兩個右手中微子場^,^(3,該模型中右手中微子與標(biāo)準(zhǔn)模型中微子的混合很大,從而可以避免上述問題。在本文中,我們對sneutrino暗物質(zhì)分別在Type-I Seesaw和Inverse Seesaw擴(kuò)充的NMSSM模型中的唯象學(xué)性質(zhì)做了對比性研究,結(jié)論如下:兩模型中的sneutrino暗物質(zhì)在LUX-2017和XENON-1T實驗結(jié)果的限制下都有大面積的存活點,加入Fermi-LAT的限制后被排除的點也很少,成功地規(guī)避了暗物質(zhì)探測實驗上的嚴(yán)苛限制。相比之下,ISS-NMSSM模型比Type-I Seesaw模型具有更多的優(yōu)越性,它不但繼承了NMSSM和Inverse Seesaw的所有優(yōu)點,而且比較容易逃脫暗物質(zhì)直接探測實驗的限制。同時,我們還發(fā)現(xiàn)sneutrino和單線性Higgs場的相互作用可以解釋暗物質(zhì)殘留密度的測量值,并預(yù)測一個暗物質(zhì)直接探測實驗和間接探測實驗都能接受的截面。
【圖文】：

圖 4-1 典型的螺旋星系的旋轉(zhuǎn)曲線，橫軸是距銀河系中心的距離，縱軸是星體的速度而預(yù)測的旋轉(zhuǎn)曲線，實線B 是觀察到的旋轉(zhuǎn)曲線。到的旋轉(zhuǎn)曲線變得水平，在幾乎沒有可見物質(zhì)的地。因此，要么存在非發(fā)光物質(zhì)即暗物質(zhì)，呈現(xiàn)在星引力定律在宇宙范圍內(nèi)不再有效。因此，如果我們么螺旋星系中的質(zhì)量分布就與太陽系的質(zhì)量分布并多不可見的物質(zhì)  暗物質(zhì)。暗物質(zhì)研究特別重要，，它們的質(zhì)量可以用三種獨立的星系的徑向速度的散射來估算。2、從星系團(tuán)中熱

圖 4-2 CMB溫度各向異性角功率譜地位的時候，暗物質(zhì)以熱或非熱的方式由它們的母粒子產(chǎn)生，它們必須留密度。暗物質(zhì)必須在宇宙的時間尺度上保持穩(wěn)定，因此才能繼續(xù)存在之中，而不會發(fā)生衰變。暗物質(zhì)根據(jù)不同的性質(zhì)可以分為不同的種類，從動力學(xué)類型和粒子種類兩個方面對暗物質(zhì)進(jìn)行分類。力學(xué)類型物質(zhì)的動力學(xué)性質(zhì)影響著CMB各向異性譜，并在宇宙的結(jié)構(gòu)形成中承輕重的作用。根據(jù)退耦時的速度，暗物質(zhì)按動力學(xué)類型可以分為三種：、冷暗物質(zhì)、溫暗物質(zhì)[66]。暗暗物物質(zhì)質(zhì)(HDM)：熱暗物質(zhì)包含多種可能的輕粒子，其中比較典型的候普通的輕中微子，HDM的質(zhì)量通常在eV量級或者更小， 1
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P145.9

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本文編號：2623278