导读:本文包含了暗物质模型论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:双黑格斯二重态模型,异号汤川耦合,暗物质,大型强子对撞机
暗物质模型论文文献综述
史荣乐[1]（2019）在《具有标量暗物质的双黑格斯二重态模型中异号汤川耦合唯象研究》一文中研究指出Type-Ⅱ双黑格斯二重态模型是标准模型的一个经典扩充。为了提供一个暗物质候选者,人们可以在type-Ⅱ双黑格斯二重态模型基础上再引进一个额外的单态标量场暗物质S。该模型中125 GeV黑格斯粒子可以具有异号的下型夸克和轻子的汤川耦合,这是一个不同于标准模型的有趣性质。此外,当具有异号汤川耦合的125 GeV黑格斯粒子传递暗物质的相互作用时,可以导致暗物质与核子的同位旋耦合破坏,缓解暗物质直接探测实验的限制。同时,大型强子对撞机上探测黑格斯粒子的实验数据,也将对该模型中125 GeV黑格斯粒子的异号汤川耦合的参数空间给出严格限制。本文首先简要地介绍了标准模型、type-Ⅱ双黑格斯二重态模型,接下来论述了如何在type-Ⅱ双黑格斯二重态模型的基础上引进一个单态标量场暗物质。最后,我们结合理论限制、精确电弱测量数据、味物理观测量、125 GeV黑格斯粒子信号数据、LEP和LHC上寻找额外黑格斯粒子、暗物质等实验数据,详细检验具有标量暗物质的type-Ⅱ双黑格斯二重态模型中的异号汤川耦合。我们假定轻的CP-even标量粒子作为125 GeV黑格斯粒子,且只有该粒子传递暗物质的相互作用。我们得到了如下结论:(ⅰ)在125 GeV黑格斯粒子具有异号汤川耦合的情形下,理论限制、oblique参数、以及LHC实验数据可以对tanβ施加严格的限制。例如,对于mH=600 GeV、140 GeV<mA<200 GeV,tanβ被要求在4.2～5.7范围内。(ⅱ)SS→AA湮灭道可以对暗物质剩余密度起重要作用,允许暗物质与125 GeV黑格斯粒子有较小的耦合。但是,当暗物质质量小于50 GeV时,SA→AA湮灭道不能解决125 GeV黑格斯粒子信号数据与暗物质剩余密度之间的矛盾。(ⅲ)XENONIT(2017)和PandaX-Ⅱ(2017)关于暗物质与核子自旋无关散射截面的实验数据,能够排除65 GeV<mS<78 GeV、0.8<fn/fp<1和yd/yu>-0.82参数空间内的大部分点。(ⅳ)Fermi-LAT对矮星系暗物质间接探测的实验数据,能够排除62.5 GeV<mS<65 GeV参数空间内的大部分点。(本文来源于《烟台大学》期刊2019-03-01）
宋宇[2]（2018）在《弱的宇宙监督假设检验及一种暗能量和暗物质相互作用模型》一文中研究指出彭罗斯的宇宙监督假设从提出距今已有半个世纪。但至今它仍然是广义相对论尚未解决的开放性问题之一。根据彭罗斯的宇宙监督假设,任何由于引力坍缩产生的奇点都必须被事件视界所隐藏,这暗示了在我们的宇宙中不可能找到裸奇点。检验宇宙监督假设的正确性是广义相对论研究的一个重要的问题。1974年,Wald提出了一个检测宇宙监督假设的理想实验。假设一个观测者从无穷远处向黑洞投入一个测试粒子,如果黑洞吸收了这个粒子后引起事件视界消失,则远处的观测者就会看到裸奇点,这就意味着弱的宇宙监督假设(WCCC)被违反。利用这种方法,在不考虑测试粒子电磁辐射和粒子对背景影响的情况下,Wald发现极端Kerr-Newman黑洞视界不会被测试粒子破坏。本论文的着眼点之一就是使用Wald提出的测试粒子方法来检验彭罗斯的WCCC的有效性。对于宇宙监督假设,目前研究者普遍认为时空奇点只是经典广义相对论产生的结果,如果我们有一个完备的量子引力理论的话,则裸奇点问题自然就可以迎刃而解。但由于至今还没有一个完备的量子引力理论,所以裸奇点问题仍然是个悬而未解的开放性问题。另一方面,由于越来越多的观测证据表明我们的宇宙被暗能量(DE)和冷暗物质(CDM)所主导,其中暗能量推动着宇宙的加速膨胀,暗能量和冷暗物质问题已成为宇宙学迫切需要解决的两个难题。有研究者认为,一个完备的量子引力理论应该可以解释暗能量和冷暗物质问题。这样广义相对论在局域上需要解决奇性问题,而在大尺度上又要回答暗能量问题。奇性问题和暗能量问题是广义相对论需要解决的两个重要问题。在本论文中,研究暗能量和冷暗物质的相互作用问题是另一个着眼点。我们提出了一种协变的暗能量和冷暗物质相互作用模型来避免在辐射早期由于密度扰动而造成的在大尺度上时空曲率发散的问题。本论文第一章首先从时空奇点的定义谈起,以施瓦西时空为例介绍了坐标奇点和曲率奇点的区别;接着介绍了引力坍缩的概念和塌缩形成的两种终态:黑洞或裸奇点;然后又介绍了奇点定理和宇宙监督假设及其检验;最后我们对标准宇宙学模型和宇宙学线性微扰理论基础作简单介绍。在第二章,我们介绍Wald提出的检测宇宙监督假设的理想实验方法,将测试粒子投入一个黑洞来做WCCC的检验。在本论文第叁章中,利用第二章介绍的测试粒子研究WCCC的方法,我们研究了叁维的极端和近极端Peldan黑洞和MTZ黑洞在吸收一个测试粒子后,是否会导致WCCC的违反。我们发现,只要测试粒子的电荷和能量都合适时是有可能造成WCCC违反的。并且允许破坏黑洞视界的粒子能量范围很窄,这说明粒子破坏黑洞的能量范围?E是经过精细调节的。在极端和近极端情况下,我们还计算了测试粒子在Peldan黑洞和MTZ黑洞视界外的有效势,并用有效势的分析来说明测试粒子是可以掉入黑洞的。在第四章,我们用测试粒子方法研究了极端和近极端Kerr-Newman-Ad S黑洞的WCCC违反。数值计算表明允许测试粒子破坏黑洞视界的能量范围非常窄,这说明所允许的能破坏黑洞的粒子能量范围?E是经过精细调节的。由于允许测试粒子破坏黑洞视界的能量范围非常地窄,所以将粒子电磁辐射和粒子对背景时空影响考虑进去之后,WCCC仍然有效是有可能的。此外,在极端和近极端情况下,我们计算了测试粒子在Kerr-Newman-Ad S黑洞视界外的有效势,用有效势来说明测试粒子可以掉入黑洞。在第五章,我们提出了一个协变的暗能量和冷暗物质相互作用模型。利用这种模型,我们分析了密度扰动的演化。我们发现这种模型可以避免wd为常数且相互作用项与ρm正比的模型在辐射早期由于密度扰动而造成时空不稳定的问题。此外,我们还分析了在辐射时期占主导的非绝热模式,发现在辐射时期非绝热模式正常增长。最后,我们在第六章对本论文做了总结和展望。(本文来源于《西北大学》期刊2018-06-01）
潘雨丝[3]（2018）在《暗物质在Seesaw机制扩充的NMSSM模型中的对比研究》一文中研究指出尽管标准模型在粒子物理领域的地位是毋庸置疑的,但是在暗物质候选者和中微子质量问题上却无能为力。诸多宇宙和天文观测实验(例如星系旋转曲线、星系团中X射线气体的行为、引力透镜、星系红移和宇宙微波背景辐射等)都证实了宇宙中存在大量的暗物质;中微子振荡实验则表明了中微子具有极小的非零质量。暗物质的存在和中微子质量问题意味着新物理的出现,超对称(SUSY)是最受欢迎的新物理模型之一,它包括最小超对称标准模型(MSSM)、次最小超对称模型(NMSSM)和-SUSY等多种理论形式。当R宇称守恒时,NMSSM模型自然地提供两个类-WIMP粒子sneutrino和neutralino为暗物质候选粒子。然而,sneutrino暗物质由于湮灭太快、产生的残留密度太小而被排除,随着暗物质直接探测实验PandaXII、LUX和XENON-1T数据的不断积累,对neutralino暗物质的限制也越来越苛刻。我们希望构建一个新的物理模型,同时能解决暗物质候选者问题和中微子质量问题。Seesaw机制通过引入右手中微子场来解决中微子质量问题。将Type-I Seesaw和Inverse Seesaw分别加入NMSSM模型中进行扩展,都可以得到sneutrino为最轻超对称粒子(LSP)的暗物质候选粒子,同时可以赋予中微子质量。Type-I Seesaw在NMSSM模型中加入一个右手中微子场N,但该模型中汤川耦合系数过小,导致对撞机上产生不了可观测到的右手中微子。Inverse Seesaw在NMSSM模型中加入两个右手中微子场^,^(3,该模型中右手中微子与标准模型中微子的混合很大,从而可以避免上述问题。在本文中,我们对sneutrino暗物质分别在Type-I Seesaw和Inverse Seesaw扩充的NMSSM模型中的唯象学性质做了对比性研究,结论如下:两模型中的sneutrino暗物质在LUX-2017和XENON-1T实验结果的限制下都有大面积的存活点,加入Fermi-LAT的限制后被排除的点也很少,成功地规避了暗物质探测实验上的严苛限制。相比之下,ISS-NMSSM模型比Type-I Seesaw模型具有更多的优越性,它不但继承了NMSSM和Inverse Seesaw的所有优点,而且比较容易逃脱暗物质直接探测实验的限制。同时,我们还发现sneutrino和单线性Higgs场的相互作用可以解释暗物质残留密度的测量值,并预测一个暗物质直接探测实验和间接探测实验都能接受的截面。(本文来源于《河南师范大学》期刊2018-04-01）
阿西木江·阿不都沙塔尔[4]（2017）在《非标准宇宙模型中的非对称暗物质残留密度计算》一文中研究指出暗物质的存在是粒子宇宙学研究领域中最重要的发现之一,并为随后一系列的天文观测实验所支持。研究表明,宇宙中的物质主要是由暗物质组成,而普通的重子物质只占微小的一部分。暗物质的研究已成为天体物理、粒子物理和宇宙学的交叉热点,其中冷暗物质的观测研究也已成为当今最热门的一个研究领域。较为流行的暗物质候选者是超对称理论模型中被假设的超对称大质量弱相互作用粒子(WIMP)。本文主要讨论了非标准宇宙模型更高维的宇宙模型(braneworld)。几种不同的非标准宇宙学模型(scalar-tensor cosmology和quintessence)中计算出了对称暗物质粒子(粒子χ与其反粒子χ相同χ =χ)以及非对称暗物质粒子(粒子χ与其反粒子χ是截然不同的χ ≠χ的残留密度(relic density)。我们在这个工作中利用与上面工作类似的方法,在braneworld宇宙模型下对非对称暗物质残留密度进行计算。对于暗物质粒子之间的相互作用,我们利用了湮灭散射截面一般表达式<σν=a + 6bT/mx(T是宇宙温度,mx是暗物质粒子质量),并分别讨论了 S-波(b = 0)和P-波(a = 0)湮灭情形。另外,目前众所认知的暗物质残留密度为ΩDMh2= 0.1138±0.0045,残留密度的反比值等于湮灭散射截面<σv>。braneworld宇宙也是一种非标准宇宙学模型。在这种模型预言BBN以前宇宙膨胀率H会有增长,因而会影响到非对称暗物质粒子的残留密度。在我们的工作中讨论了非对称暗物质在非标准宇宙模型中修正的退耦使粒子-反粒子之间的非对称性降低还是增长和宇宙早期膨胀率比标准宇宙快还是慢,非对称暗物质粒子的残留量在这个模型如何改变等。在非标准宇宙学中,如果散射截面足够小,让反粒子的量保持与其粒子数量相同,那么有可能间接探测到非对称暗物质粒子。当只有散射截面和5维普朗克质量尺度因子适当的值时,间接检测信号的约束可用于此类模型。(本文来源于《新疆大学》期刊2017-05-26）
吴永成[5]（2017）在《超出标准模型唯象学：希格斯粒子，超对称及暗物质》一文中研究指出2012年7月,大型强子对撞机上的两个实验组(ATLAS,CMS)宣布发现了希格斯(Higgs)粒子。这是标准模型中的最后一个被发现的粒子。粒子物理的标准模型在解释我们的自然界的时候取得了巨大的成功,但是也遇上了很多问题。首先,新发现的这个希格斯粒子是一个标量粒子,它的自能修正在标准模型中不受任何对称性的保护,会出现二次发散,从而引起自然性(Naturalness)问题。其次,正常物质只占整个宇宙物质能量组成的4%,而剩下的则是暗物质与暗能量,但是这两种成分都不能在粒子物理的标准模型的框架内被解释。同时,根据观测,整个宇宙的物质部分主要是由正物质组成。正反物质之间巨大的差异要求理论中有足够的CP破坏效应,但是标准模型也不能满足这个要求。针对标准模型中的这些不足,理论学家们提出了各种模型来补足标准模型,同时我们还需要利用各种实验来验证这些模型的正确性。论文主要从希格斯粒子相关物理,超对称模型以及暗物质叁个方面入手,研究了希格斯粒子与τ轻子耦合的CP性质在大型强子对撞机上的唯象学,讨论了超对称模型中底夸克(b-quark)的超对称伴随子(sbottom)在大型强子对撞机上的新的探测道,并且也分析了超对称模型中的暗物质候选者处在一个特殊参数空间时,在各种暗物质实验中的探测情况。大型强子对撞机已经开始了在高能量区间的运行,各类暗物质实验也正在如火如荼地进行中,同时中国正负电子对撞机也在紧锣密鼓地预研中,现在是一个非常关键的时期,需要我们做好各方面的准备来迎接未来可能会出现的各种新物理的现象。(本文来源于《清华大学》期刊2017-05-01）
何钰,林文斌[6]（2016）在《WIMP暗暗物质模型的研究进展》一文中研究指出带有暗能量、具有标度不变的绝热原初扰动功率谱的冷暗物质宇宙学模型被视为标准冷暗物质宇宙学模型(ΛCDM模型)。弱相互作用重粒子(WIMPs)成为暗物质的强劲候选者。很多标准模型的扩展模型可以很自然地构造出弱相互作用的大质量粒子。暗物质剩余丰度的标准计算表明,WIMP粒子自然满足?_(DM)h~2≈0.11的天文观测。WIMP粒子的质量较大,运动速度相对缓慢,容易聚集成团,基于WIMPs暗物质模型的数值模拟结果符合对宇宙大尺度结构的观测结果。就实验而言,目前关于暗物质的加速器或非加速器的直接/间接探测,很多都是针对WIMP粒子设计的。因此,基于WIMPs的冷暗物质模型受到了广泛重视。但ΛCDM宇宙学模型描述Mpc以下的小尺度结构时,遇到了比较严重的问题。为了缓解小尺度上出现的问题,提出不同的暗物质模型,但目前并没有确切证据足以排除冷暗物质模型。介绍了基于WIMPs的暗物质模型的研究进展,如WIMPs奇迹、数值模拟、小尺度问题、直接/间接探测,并分析了关于暗物质"冷"、"热"、"温"的区分依据,以及阐述了该领域未来的研究方向。(本文来源于《天文学进展》期刊2016年03期）
金明杰[7]（2016）在《新U(1)规范场下自相互作用暗物质模型》一文中研究指出首先,在第二章中简要介绍了暗物质存在证据、暗物质分类、暗物质模型和暗物质探测。其次,在第叁章中,首先介绍了与NFW密度分布不符合的天文观测结果,然后根据以上结果,介绍了自相互作用暗物质模型(SIDM).M.Rocha等人通过多体数值模拟发现,从矮星系到星系团尺度上,自相互作用暗物质的散射截面质量比σ/m=0.1cm2/g与观测值符合得很好,而且σ/m≠0说明暗物质之间是有相互作用的。借助以上结果,在第四章中讨论了新U(1)规范场自相互作用暗物质模型。首先介绍WIMPless带隐电荷暗物质模型,其中考虑第叁代隐右手stau,即x=~ThR~通过利用热力学遗迹密度,并讨论在新U(1)规范场下Sommerfeld和束缚态增强湮灭效应对暗物质质量范围的影响,给出了mx和gx范围,其次介绍了在新U(1)规范场下自相互作用暗物质最小模型(X和暗光子),根据热力学遗迹和银河系动力学给出质量mx大约是TeV,精细结构常数αD≤10-3,然后在最小模型基础上加入轻费米子C,使其与X粒子之间形成耗散动力学机制,并利用热力学遗迹和以康普顿散射和轫致辐射为主的冷却过程给出了mx,mc和αD范围。最后,简要讨论了自相互作用暗物质模型对太阳系的影响。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-07-08）
韩华勇[8]（2016）在《基于标量传递的暗物质模型的一些研究》一文中研究指出大量实验表明暗物质是我们这个世界必不可少的一部分,而粒子物理的标准模型并不能对其提供一个合理的解释。为了对这些暗物质现象进行解释,有必要对标准模型进行扩展。本文对基于希格斯粒子传递的一类暗物质模型进行了研究,并提出了一个与希格斯粒子类似的新标量粒子传递的暗物质模型。在对标准模型进行扩展的众多新物理模型中,希格斯粒子传递的标量暗物质(HSDM)模型是极为简单的一种。在HSDM模型中,新加的实标量单态s作为暗物质候选者,它仅与标准模型中的希格斯粒子h耦合。为了保证标量暗物质的稳定性,在引入了2Z对称性后,HSDM模型中只包含叁个新物理参数,即标量暗物质质量sm、暗物质与希格斯的耦合系数sk以及标量的自耦合系数sl。本文分析了一些现有实验观测对HSDM模型参数的限制。由于标量暗物质的自相互作用与这些限制无关,本文就只考虑对sm和sk的限制。如果要求模型符合暗物质残余度的限制,模型中sm与sk将处于一一对应的状态。这时,HSDM模型中的自由参数仅剩下sm。基于XENON100和LUX等暗物质直接探测平台的实验限制,以及大型强子对撞机(LHC)Run I等粒子对撞机上的最新实验结果的约束,我们得到两个暗物质质量范围:共振质量区域(53GeV 63GeVs￡m￡)和大质量区域(185 GeVsm3)。本文接着讨论了标量暗物质的自散射过程对天文学大尺度结构的影响。在计算过程中,既考虑了暗物质自相互作用的贡献,又考虑了Sommerfeld效应的作用。结果表明HSDM模型在共振质量区域和大质量区域中都能符合目前天文学对大尺度结构观测的限制。如果通过此方式对暗物质共振质量区域进行限制则需要测定的标量暗物质的自散射截面与质量之比达到7 20cm1/~g-,而对大质量区域进行限制则需要达到10 2c~10 m/g-。并且,进一步研究了HSDM模型在粒子加速器上的探测效应。针对强子对撞机LHC和100 TeV环形对撞机(FCC)上的暗物质产生,本文选取了暗物质产生的主要道-矢量玻色子融合道和一个背景相对干净的道-Z玻色子伴随产生道进行分析。通过使用MadGraph 5和相关的程序包,本文对两个观测道的信号和标准模型背景进行了计算机模拟。结果表明,对HSDM模型,其共振质量区域可以通过XENON1T和FCC以及对大尺度结构的天文观测等方式进行探测,而在大质量区域则只有XENON1T能够探测。若进一步考虑微扰性和早期宇宙演化中的真空稳定性等理论上的要求,则共振质量区域完全被排除,并且大质量区域将会被限制到更窄的范围1.1TeV 2.0TeVsm￡￡。2015年末,LHC发布了在13 TeV对撞能量下的初步结果。该数据显示,双光子末态过程在其不变质量约为750 GeV处超出了标准模型的预期。因而,本文提出了一个包含新(赝)标量粒子的模型来对其进行解释。在此模型中,新(赝)标量粒子的质量为750 GeV,它与一个类似顶夸克或者底夸克的新费米子耦合。新(赝)标量粒子主要由双胶子融合产生,然后再通过新费米圈衰变产生两个光子。基于LHC Run II上双光子实验数据和LHC Run I的实验限制,本文讨论了该模型中相关参数的取值范围。在此基础上,本文进一步提出了一个由质量为750 GeV的新标量粒子传递的暗物质(NSDM)模型。NSDM模型中的暗物质仅与新标量耦合,因而只增加了暗物质质量DMm和暗物质与标量的耦合系数y两个参数。基于暗物质残余度以及暗物质直接探测实验XENON100和LUX的限制,并结合微扰性要求,我们确定出NSDM模型中暗物质的质量范围为400GeV<m_(DM)<3TeV。(本文来源于《重庆大学》期刊2016-03-01）
张毅,赵悦[9]（2015）在《一个关于非常规暗物质模型的简单回顾(英文)》一文中研究指出作为常规的暗物质模型,弱相互作用重质量粒子模型已经被系统地研究过.虽然这类模型有很好的物理动机,但并没有被证明一定是正确的.另外也存在一些有很好物理学动机的非常规的暗物质模型.本文主要讨论2类模型.首先是非对称暗物质模型.我们会讨论在这类模型中如何生成现在所观测到的暗物质的总量以及这类模型所具有的独特的信号.其次,还讨论非常轻的暗物质粒子的可能性,即轴子模型和暗光子模型.在这类模型中,暗物质背景更应该被看作是一个背景场,而非一个个独立的粒子.我们会讨论一些专门用来探测这一类极轻的暗物质粒子的实验设计,这其中有很多有意思的细节.对于这些细节的仔细处理非常必要.(本文来源于《Science Bulletin》期刊2015年11期）
徐晓东[10]（2015）在《非标准宇宙学的观测效应：暗物质暗能量相互作用模型和Tensor-Vector-Scalar理论》一文中研究指出标准宇宙学模型——ACDM模型无疑是成功的,它与至今为止大部分天文观测相容。不过,ACDM模型并非尽善尽美,它困扰于宇宙常数问题,和各种微调(fine-tuning)问题。在本文中,我们考察了两种“非标准”的宇宙学模型,着重讨论它们的观测效应,探讨它们是否符合已有的观测数据,以及如何与ACDM模型区分。我们首先讨论了一类暗物质暗能量相互作用模型。我们将其与Planck的CMB观测相比,发现它与现有观测数据相容。我们分析了相互作用对宇宙大尺度引力势的影响,提出可以通过观测物质本动速度和kSZ温度功率谱来探测暗物质暗能量间相互作用。物质本动速度和kSZ功率谱的现有观测数据与我们的相互作用模型相容。我们还研究了Bekenstein的TeVeS理论在宇宙学中的观测效应。我们发现TeVeS理论中的物质扰动演化不同于ACDM模型,并有不同的物质本动速度,kSZ功率谱和密度扰动增长因子。引入第四种中微子,TeVeS模型中的CMB功率谱与ACDM模型相近。用Planck数据拟合,我们发现若取TeVeS势函数为Bekenstein最初的形式,该模型被现有观测所排除。(本文来源于《上海交通大学》期刊2015-06-01）
暗物质模型论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
彭罗斯的宇宙监督假设从提出距今已有半个世纪。但至今它仍然是广义相对论尚未解决的开放性问题之一。根据彭罗斯的宇宙监督假设,任何由于引力坍缩产生的奇点都必须被事件视界所隐藏,这暗示了在我们的宇宙中不可能找到裸奇点。检验宇宙监督假设的正确性是广义相对论研究的一个重要的问题。1974年,Wald提出了一个检测宇宙监督假设的理想实验。假设一个观测者从无穷远处向黑洞投入一个测试粒子,如果黑洞吸收了这个粒子后引起事件视界消失,则远处的观测者就会看到裸奇点,这就意味着弱的宇宙监督假设(WCCC)被违反。利用这种方法,在不考虑测试粒子电磁辐射和粒子对背景影响的情况下,Wald发现极端Kerr-Newman黑洞视界不会被测试粒子破坏。本论文的着眼点之一就是使用Wald提出的测试粒子方法来检验彭罗斯的WCCC的有效性。对于宇宙监督假设,目前研究者普遍认为时空奇点只是经典广义相对论产生的结果,如果我们有一个完备的量子引力理论的话,则裸奇点问题自然就可以迎刃而解。但由于至今还没有一个完备的量子引力理论,所以裸奇点问题仍然是个悬而未解的开放性问题。另一方面,由于越来越多的观测证据表明我们的宇宙被暗能量(DE)和冷暗物质(CDM)所主导,其中暗能量推动着宇宙的加速膨胀,暗能量和冷暗物质问题已成为宇宙学迫切需要解决的两个难题。有研究者认为,一个完备的量子引力理论应该可以解释暗能量和冷暗物质问题。这样广义相对论在局域上需要解决奇性问题,而在大尺度上又要回答暗能量问题。奇性问题和暗能量问题是广义相对论需要解决的两个重要问题。在本论文中,研究暗能量和冷暗物质的相互作用问题是另一个着眼点。我们提出了一种协变的暗能量和冷暗物质相互作用模型来避免在辐射早期由于密度扰动而造成的在大尺度上时空曲率发散的问题。本论文第一章首先从时空奇点的定义谈起,以施瓦西时空为例介绍了坐标奇点和曲率奇点的区别;接着介绍了引力坍缩的概念和塌缩形成的两种终态:黑洞或裸奇点;然后又介绍了奇点定理和宇宙监督假设及其检验;最后我们对标准宇宙学模型和宇宙学线性微扰理论基础作简单介绍。在第二章,我们介绍Wald提出的检测宇宙监督假设的理想实验方法,将测试粒子投入一个黑洞来做WCCC的检验。在本论文第叁章中,利用第二章介绍的测试粒子研究WCCC的方法,我们研究了叁维的极端和近极端Peldan黑洞和MTZ黑洞在吸收一个测试粒子后,是否会导致WCCC的违反。我们发现,只要测试粒子的电荷和能量都合适时是有可能造成WCCC违反的。并且允许破坏黑洞视界的粒子能量范围很窄,这说明粒子破坏黑洞的能量范围?E是经过精细调节的。在极端和近极端情况下,我们还计算了测试粒子在Peldan黑洞和MTZ黑洞视界外的有效势,并用有效势的分析来说明测试粒子是可以掉入黑洞的。在第四章,我们用测试粒子方法研究了极端和近极端Kerr-Newman-Ad S黑洞的WCCC违反。数值计算表明允许测试粒子破坏黑洞视界的能量范围非常窄,这说明所允许的能破坏黑洞的粒子能量范围?E是经过精细调节的。由于允许测试粒子破坏黑洞视界的能量范围非常地窄,所以将粒子电磁辐射和粒子对背景时空影响考虑进去之后,WCCC仍然有效是有可能的。此外,在极端和近极端情况下,我们计算了测试粒子在Kerr-Newman-Ad S黑洞视界外的有效势,用有效势来说明测试粒子可以掉入黑洞。在第五章,我们提出了一个协变的暗能量和冷暗物质相互作用模型。利用这种模型,我们分析了密度扰动的演化。我们发现这种模型可以避免wd为常数且相互作用项与ρm正比的模型在辐射早期由于密度扰动而造成时空不稳定的问题。此外,我们还分析了在辐射时期占主导的非绝热模式,发现在辐射时期非绝热模式正常增长。最后,我们在第六章对本论文做了总结和展望。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
暗物质模型论文参考文献
[1].史荣乐.具有标量暗物质的双黑格斯二重态模型中异号汤川耦合唯象研究[D].烟台大学.2019
[2].宋宇.弱的宇宙监督假设检验及一种暗能量和暗物质相互作用模型[D].西北大学.2018
[3].潘雨丝.暗物质在Seesaw机制扩充的NMSSM模型中的对比研究[D].河南师范大学.2018
[4].阿西木江·阿不都沙塔尔.非标准宇宙模型中的非对称暗物质残留密度计算[D].新疆大学.2017
[5].吴永成.超出标准模型唯象学：希格斯粒子，超对称及暗物质[D].清华大学.2017
[6].何钰,林文斌.WIMP暗暗物质模型的研究进展[J].天文学进展.2016
[7].金明杰.新U(1)规范场下自相互作用暗物质模型[D].浙江大学.2016
[8].韩华勇.基于标量传递的暗物质模型的一些研究[D].重庆大学.2016
[9].张毅,赵悦.一个关于非常规暗物质模型的简单回顾(英文)[J].ScienceBulletin.2015
[10].徐晓东.非标准宇宙学的观测效应：暗物质暗能量相互作用模型和Tensor-Vector-Scalar理论[D].上海交通大学.2015