Mañana, Destiny 2 estará fuera de línea temporalmente debido a operaciones programadas de mantenimiento. Haz clic aquí para ver el estado de los servidores y actualizaciones de Destiny.
The universe seems to be filled with a mysterious substance called Dark Matter, which appears to interact gravitationally, with a density of about 0.3 GeV/cm3. Since we cannot see the dark matter, it cannot have electric charge. On the other hand, it must have some non-grav- itational interactions to match our models of early universe cosmology. The leading candidates for what dark matter might be are Weakly Interacting Massive Particles, or WIMPs. For example, in supersymmetry, a natural WIMP appears as the Bino, which is the Fermionic superpartner of the Z-boson.
1. Direct Detection
One way to look for WIMPs is though their weak interactions with matter. For
example, the LUX experiment (which Professor Morii works on), looks for WIMP scat- tering off of Xenon nuclei. Call the WIMP ψ (a Fermion) and the Xenon φ (a scalar). Then a appropriate Lagrangian describing some of the interactions of ψ, φ and the Z boson is
L = − 1 ( F Z ) 2 + m 2 Z 2 − 1 φ ( ﰀ + m 2 ) φ + ψ ̄ ( i ∂ + M ) ψ ( 1 ) 4μν Zμ2
+igZμψ ̄γμψ+iNgZμ[φ⋆∂μφ−φ∂μφ⋆] (2)
Note the factor of N = 131 (Xenon’s atomic mass number) which results from the Z interacting with all of the nucleons in Xe coherently. LUX looks for the scatting process ψφ → ψφ by measuring the recoil energy of the φ.
a) Draw the relevant Feynman diagram(s) for ψφ → ψφ. Calculate |M|2 for this process, averaging over initial spins and summing over final spins.
b) Calculate the total cross section for a WIMP of energy E and mass M to scatter off a Xenon nucleus, in the rest frame of the Xenon.
c) WIMPs are expected to be highly energetic, with an average velocity in our neck of the galaxy of 230km . How much Xenon would you need to see 10
scattering events in 1 year for a WIMP mass of 100 GeV? You can take g = 0.3 and mZ = 90 GeV.
Como moderador, puedes vetar inmediatamente a este usuario para que no pueda enviar mensajes (saltándote la cola de denuncias) si seleccionas un castigo.
Veto de 7 días
Veto de 7 días
Veto de 30 días
Veto permanente
Este sitio usa cookies con el fin de ofrecer la mejor experiencia del usuario. Al hacer clic en "Aceptar", aceptas la política documentada en Política de cookies y en Política de privacidad.
Aceptar
Este sitio usa cookies con el fin de ofrecer la mejor experiencia del usuario. Al continuar navegando el sitio, aceptas la política documentada en Política de cookies y en Política de privacidad.
close
Nuestra política ha cambiado recientemente. Al hacer clic en "Aceptar", aceptas la política actualizada documentada en Política de cookies y en Política de privacidad.
Aceptar
Nuestra política ha cambiado recientemente. Al continuar navegando el sitio, aceptas la política actualizada documentada en Política de cookies y en Política de privacidad.