WIMP暗物质模型的研究进展

摘要

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(ACDM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ΩDMh2≈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ACDM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.