用类康普顿散射法寻找暗物质粒子
暗物质粒子是否存在是现代物理学中最大的问题之一。天文观测表明，在整个宇宙构成中暗物质的占比约为26.8％。这些观测实验有Coma星系团质量、星系旋转曲线、用引力透镜对Bullet星系团观测以及宇宙微波背景的功率谱等。不同的实验致力于在从sub-eV到TeV的质量范围内探测搜寻暗物质。 在康普顿散射过程中，当电子与光子碰撞时，可能会产生一些暗物质粒子，包括标量、赝标量或矢量粒子，把这种散射叫做类康普顿散射。在类康普顿散射中可能会产生轴子（或类轴子粒子），它是一种赝标量粒子，是一个很重要的暗物质粒子的候选粒子。暗光子是一种矢量粒子，作为暗物质粒子的候选者之一，也有可能在类康普顿散射中产生。 在这篇文章中主要讨论了在上海激光伽马源光束线上在康普顿过程中寻找暗物质粒子的可能性，包括赝标量粒子、标量粒子以及暗光子。使用量子场论中的计算方法，再带入上海激光伽马源装置中的相关参数，从而计算得到不同暗物质粒子（类轴子粒子、暗光子、标量场粒子）的微分散射截面以及总的散射截面，并画出在实验室坐标系下相关的总的散射截面以及微分散射截面的图像。发现在类康普顿散射过程里，暗物质粒子高度集中在入射电子方向的前向角，这使在上海激光伽马源中寻找暗物质粒子更加容易。 然后还讨论了在上海激光伽马源装置中将探测散射电子的探测器的信号作为飞行时间的开始信号，从而使背景噪声可以被高度抑制，这是在探测暗物质粒子中的一个很关键的问题。通过以上工作，为探测暗物质粒子提供了一个可能的新平台。
暗物质粒子;类康普顿散射法;散射截面;前向角
扬州大学
硕士
理论物理
戴德昌
2021
中文
O572.212
2021-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）