Wie überzeugend ist der Beweis für die Vernichtung dunkler Materie bei 130 GeV im galaktischen Zentrum aus den Daten des Fermi-Satelliten?

Ich habe gehört, wie Christoph Weniger heute seine Ergebnisse am SLAC präsentiert hat. Siehe sein Papier hier: http://arxiv.org/abs/1204.2797 und siehe auch eine andere Analyse hier: http://arxiv.org/abs/1205.1045 . Die Daten scheinen mir überzeugend! Stimmt dieses Ergebnis mit den theoretischen Erwartungen für DM-Kandidaten überein? Stimmt insbesondere der gemeldete geschätzte Wirkungsquerschnitt für die Vernichtung in Photonen mit den geschätzten Wirkungsquerschnitten für die verschiedenen WIMP-Kandidatenteilchen für dunkle Materie (wie LSP-Kandidaten für dunkle Materie) überein? Gibt es andere vernünftige astrophysikalische Mechanismen, die diese 130-GeV-Photonenlinie erzeugen würden?

Die Zusammenfassung für den Vortrag behauptet: Unter Verwendung von 43 Monaten öffentlicher Gammastrahlendaten des Fermi Large Area Telescope finden wir in Regionen nahe dem galaktischen Zentrum bei Energien von 130 GeV einen 4,6-Sigma-Überschuss, der einem Gammastrahl nicht widerspricht Linie von der Vernichtung der Dunklen Materie. Unter Berücksichtigung des Look-Elsewhere-Effekts beträgt die Signifikanz der beobachteten Signatur 3,3 Sigma. Interpretiert man die Beobachtungen als Teilchen dunkler Materie, die zu einem Photonenpaar vernichten, implizieren sie einen partiellen Vernichtungsquerschnitt von etwa 10 − 27 c m 3 s − 1 und eine dunkle Materiemasse um 130 GeV.

Du beantwortest dir irgendwie deine eigene Frage. Eine Beobachtung bei besser als 3 Sigma. OK, das ist gut für einen ersten Bericht (und sehr spannend), aber nichts ist festgenagelt.
Ich mache mir ein wenig Sorgen, dass „Wie überzeugend sind diese Eilmeldungen“ eher eine subjektive Diskussion als eine echte Frage ist, aber ich lasse es ein bisschen ruhen, um zu sehen, ob wir nicht-subjektive Antworten erhalten und um Input zu ermöglichen von interessierten Benutzern.
@dmckee Die einzige konkrete Information, die ich nicht kenne, ist, ob der gemeldete Querschnitt im Vergleich zu den vorgeschlagenen DM-Kandidaten angemessen ist. Ich hatte gehofft, jemand hier könnte diese eine konkrete Tatsache festnageln. Wenn dieser gemeldete Querschnitt viele Größenordnungen zu groß ist, würde ich seine Gültigkeit in Frage stellen, während ich denke, dass dieser Beweis überzeugender ist, wenn es sich um einen vernünftigen Querschnitt handelt. Dies ist übrigens keine brandneue Information - sie wurde seit April/Mai 2012 gemeldet.
Nun, das wäre sicherlich ein schönes Stück Beton, nicht-subjektiv, nicht-diskutieren.

Antworten (2)

Ein weiteres sehr frisches Papier, das gestern auf der Dark Attack vorgestellt wurde, eines von Hektor et al.,

http://arxiv.org/abs/1207.4466

behauptet auch, dass das Signal dort ist – nicht nur im Zentrum der Milchstraße, sondern auch in anderen Galaxienhaufen mit der gleichen Energie von 130 GeV. Dieser 3+ Sigma-Beweis von Clustern ist wohl sehr unabhängig. All diese Hinweise und mehrere zusätzliche Papiere dieser Art sehen sehr faszinierend aus.

Es gibt auch negative Nachrichten. Fermi hat den „Entdeckungsstatus“ der Linie noch nicht bestätigt. Rätsel treten auch in detaillierten theoretischen Untersuchungen auf. Cohen bei al.

http://arxiv.org/abs/1207.0800

behaupten, dass sie Neutralino – die am weitesten verbreitete Identität eines WIMP – als Quelle ausgeschlossen haben, weil das Neutralino aufgrund von Prozessen, an denen andere Standardmodell-Partikel beteiligt sind, zu zusätzlichen Spuren in den Daten führen würde und diese Spuren zu fehlen scheinen. Das WIMP könnte natürlich ein anderes Teilchen als das supersymmetrische Neutralino sein.

Ein anderer Artikel lehnt Neutralino ebenfalls ab, da behauptet wird, dass es viel höhere Querschnitte erfordert, als von SUSY-Modellen vorhergesagt:

http://arxiv.org/abs/1207.4434

Aber man muss vorsichtig sein und erkennen, dass der Status der „5-Sigma-Entdeckung“ hier nicht analog zum Higgs ist, weil im Fall des Higgs die „kanonische“ Nullhypothese ohne das Higgs wohldefiniert und gut getestet ist . In diesem Fall ist die linienfreie 130-GeV-Hypothese viel düsterer. Es kann immer noch astrophysikalische Prozesse geben, die dazu neigen, ziemlich scharfe Spitzen um 130 GeV zu erzeugen, obwohl es keine Teilchenarten dieser Masse gibt. Ich denke und hoffe, dass es unwahrscheinlich ist, aber es wurde nicht wirklich ausgeschlossen.

Jeder, der diese Dinge im Detail studiert, möchte sich vielleicht die Liste (oder den Inhalt) aller Arbeiten ansehen, die sich auf Wenigers ursprüngliche Beobachtung beziehen – es sind derzeit 33 Arbeiten:

http://inspirehep.net/search?ln=en&p=referto%3Arecid%3A1110710

Ich möchte hier und jetzt nur ungern viel dazu sagen, aber: Der Querschnitt ist für eine Schleifenvernichtung angemessen γ γ . Aus Sicht der Modellerstellung ist zu befürchten, dass viele DM-Modelle, die eine solche Schleife vorhersagen, auch viel häufigere Vernichtungsprozesse auf Baumebene vorhersagen würden, die durch das Fehlen von Kontinuum-Gammastrahlen von derselben Stelle ausgeschlossen werden. Aus astrophysikalischer Sicht besteht das Rätsel darin, warum die Gammastrahlen nicht ganz aus dem galaktischen Zentrum zu kommen scheinen, sondern aus ein paar hundert Parsec Entfernung. Und dann gibt es noch einige andere rätselhafte Merkmale in den Daten, in Bezug auf ähnliche Linien, die zu sehen sind, wenn man an Stellen schaut, an denen man nicht erwartet, dunkle Materie zu sehen.

Die Dinge werden in den nächsten Monaten viel klarer, wenn nicht sogar schneller, und an diesem Punkt könnten weitere Fragen hier längere Antworten verdienen.

Wie überzeugend ist der Beweis für die Vernichtung dunkler Materie bei 130 GeV im galaktischen Zentrum aus den Daten des Fermi-Satelliten?
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