Sind Neutrinos und sterile Neutrinos beide Kandidaten für dunkle Materie?

Sind sowohl Neutrinos als auch sterile Neutrinos Kandidaten für Dunkle Materie?

Insbesondere warum sollten "normale" Neutrinos ein Kandidat für dunkle Materie sein, da sie mit Materie interagieren?

Warum wären explizit sterile Neutrinos nötig, da Standard-Neutrinos bereits sehr schwach wechselwirken?

Warum werden Neutrinos und sterile Neutrinos als separate Kandidaten für dunkle Materie betrachtet?

Das Neutrino könnte interagieren, aber es ist nur die schwache Wechselwirkung, also hat es eine sehr, sehr geringe Chance, dass es auftritt. Haben Sie schon einmal von WIMPs gehört?
@Triatticus: danke. Ja: Ich weiß, dass WIMP ein Kandidat für Dunkle Materie ist (anders als Neutrino und anders als steriles Neutrino). Warum also trennen Menschen Neutrino und steriles Neutrino als Kandidaten für Dunkle Materie?
Das ist das Ding, das DM bisher nur durch Schwerkraft interagiert, genau wie das sterile Neutrino, es ist ein attraktiver Kandidat für diejenigen, die die Idee unterstützen.

Antworten (1)

Warum wäre insbesondere ein "normales" Neutrino ein Kandidat für dunkle Materie, da es mit Materie interagiert?

Aus β β zerfällt, finden wir eine Obergrenze für den Dichteparameter für Neutrinos von 0,02 ≪ Ω DM ; Daher können Neutrinos nur einen kleinen Teil der gesamten Komponente der Dunklen Materie ausmachen.

Da die Masse des Neutrinos deutlich kleiner ist als seine Entkopplungstemperatur, sind Neutrinos zum Zeitpunkt der Entkopplung relativistisch (Bildung sogenannter "heißer" dunkler Materie). Heiße Dunkle Materie steht im Einklang mit einer Entwicklung des Universums von oben nach unten, bei der kleine Strukturen schnell ausgewaschen werden, während sich zuerst größere Strukturen bilden. Unser Universum scheint mit dem entgegengesetzten Regime kompatibel zu sein, dem der Bottom-up- oder hierarchischen Formation, bei der zuerst kleine Strukturen aufgebaut werden. Daher ist unser derzeit bestes Modell ΛCDM – CDM steht für kalte dunkle Materie.

Sterile Neutrinos mit keV-Skalen sind beim Entkoppeln ebenfalls relativistisch und Kandidaten für warme dunkle Materie.

UPDATE Nachdem ich Ihre Frage erneut gelesen habe, muss ich den Unterschied zwischen heißer dunkler Materie (z. B. Neutrinos) und WDM aus warmer dunkler Materie (z. B. sterile Neutrinos) betonen. WDM-Partikel sind beim Entkoppeln relativistisch (genau wie HDM), aber zum Zeitpunkt der Gleichheit von Materie und Strahlung (wenn die Energiedichten von Materie und Strahlung gleich sind) nicht relativistisch. Diese beiden Kategorien haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Geschichte der Strukturbildung. Wie ich bereits erwähnt habe, scheint heiße Dunkle Materie mit Beobachtungen nicht vereinbar zu sein. Warme dunkle Materie steht stattdessen im Einklang mit der Bildung von unten nach oben, da sich die WDM-Partikel nicht anhäufen, sondern "frei strömen".

danke für deine netten erklärungen
@MathieuKrisztian keine Sorge. Ich habe meine Antwort aktualisiert, um den Unterschied zwischen Neutrinos und sterilen Neutrinos als Kandidaten für dunkle Materie hervorzuheben.
Sind Neutrinos und sterile Neutrinos beide Kandidaten für dunkle Materie?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v