暗物质简介
“暗物质”是什么,为什么科学家们一直在研究它？
“暗物质”是什么，为什么科学家们一直在研究它？暗物质是一种假想粒子，它（们）不与光子作用，因此不发出电磁波辐射，也不会被照片投影成可见的图像。
目前，科学家们普遍认为宇宙的约85％由暗物质组成。
那么，为什么科学家们对暗物质的研究如此不懈？1.暗物质的存在可以解释宇宙的形成和发展科学家们开始研究暗物质是因为他们发现宇宙展现出的引力过强。
因此，他们推测有更多的物质，即“暗物质”，必须存在，以产生与观测到的引力相匹配的额外引力场。
在极早期的宇宙，暗物质的引力影响被认为影响了标准物质的分布和移动，从而影响了宇宙的形成和演化。
2.暗物质的研究可以揭示宇宙的未知领域通常，科学家们的研究都是基于理解早期的观测结果和理论，然后在发现新信息时调整和修改这些理论。
暗物质的研究就是这种情况的一例。
在研究的过程中，科学家们可能会发现新的物质和现象，这些物质和现象可能会重新定义我们对宇宙的认知。
3.暗物质可以帮助我们确定我们的宇宙是否会继续膨胀当我们谈到暗物质的时候，科学家们不仅在研究它们的物质成分，还在研究暗物质的运动方式。
它们是静止不动还是漫游在宇宙中？由于暗物质的存在，我们可能会得出一些关于宇宙将来的预测。
4.暗物质的研究有助于确定宇宙中的所谓“暗能量”尽管暗物质仍然是神秘的东西，但是还有一种能量被认为存在于宇宙中，那就是“暗能量”。
暗能量与暗物质一样神秘，其显然会在宇宙中扮演着重要的角色。
通过研究暗物质的性质，我们可能会理解更多这种能量存在的地方与作用。
总之，暗物质的研究是非常重要的，它可能会导致我们对宇宙的认知发生重大转变。
为了更加深入地了解暗物质，我们需要科学家们通过研究得出更多有关暗物质的信息。
暗物质简介
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暗物质粒子的脱耦
在运动学脱耦之后，暗物质粒子不再与背景等离子体有动量交换， 因此暗物质粒子的质量扰动开始随时间对数增长，逐渐形成结构。
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非重子暗物质的脱耦时间比重子的脱耦时间更早！
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Hale Waihona Puke • 不过，标量多重态的情况没这么简单。标量多重态
存在多种自相互作用，以及与 Higgs 场的相互作用。
• 最近有研究[Hamada, et al., arXiv:1505.01721]表明 ，
七重态标量的四次自相互作用耦合常数在 108 GeV
能标处就会遇到朗道极点。
• 我们进一步研究了在什么情况下可以将朗道极点提升
费米子：n ≥ 5 标量：n ≥ 7 这是一种偶然对称性 (accidental symmetry)，比 人为地引入 Z2 对称性的一般方法显得更加自然
• 多重态的引入会影响弱耦合常数 g2 的跑动。如果要求 g2 能够一直到普朗克能标都不遇到朗道极点，可以给 出 n 的上限。
Majorana费米子：n ≤ 5 实标量： n ≤ 8
我们发现，y 的跑动与 g2 的跑动强烈相关。当 y 的取
值为
时，可得
。否则
y 的朗道极点将早于 g2 的朗道极点出现。若允许精细
调节初值，至多可将朗道极点能标推迟到
。
精细调节 y 的初值，将耦合常数演化至 1014 GeV（略 低于朗道极点能标），则可用真空稳定性和微扰性条件
限制七重态的耦合常数
暗物质简介ppt课件
暗物质与星系的形成和演化
暗物质与星系的形成
暗物质在星系形成中起到了关键作用 。暗物质的引力作用有助于束缚星系 内的恒星和气体，使得星系得以稳定 存在。
暗物质与星系的演化
暗物质对星系的演化也有重要影响。 暗物质的引力作用影响了星系内恒星 的运动和分布，使得星系得以维持稳 定的形态。
暗物质的分布和密度可能与普通物质不同，因此对宇宙的引力效应具有重要影响。
暗物质的发现
暗物质的发现是基于其对宇宙 的引力效应被观测到的。
通过对星系旋转速度和宇宙微 波背景辐射的观测，科学家们 推断出暗物质的存在。
暗物质的分布和密度可以通过 观测星系团、星系和宇宙微波 背景辐射等手段进行推断。
暗物质对宇宙的影响
暗物质对宇宙的结构和演化具有重要 影响。
暗物质可能占据了宇宙中大部分的质 量-能量，对宇宙的膨胀和演化具有 重要作用。
暗物质的引力效应使得星系和星系团 得以形成和维持稳定。
暗物质可能是解释宇宙学观测中一些 未解之谜的关键因素，例如宇宙常数 问题和高红移观测问题。
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暗物质的组成和分布
暗物质的组成
暗物质对宇宙的未来影响
暗物质与宇宙的未来
暗物质对宇宙的未来有着深远的影响。随着 宇宙的膨胀和演化，暗物质的分布和性质可 能会发生变化，这将对宇宙的未来演化产生 重要影响。
暗物质与宇宙学研究
暗物质是宇宙学研究的重要课题之一。对暗 物质的研究有助于我们更深入地理解宇宙的 起源、演化和未来，为人类探索宇宙的奥秘 提供了新的视角和线索。
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暗物质的研究现状与挑战
研究现状
暗物质的探测
目前，暗物质的探测主要依赖于大型粒子加速器和天文观测。其中，粒子加速器实验如CDMS、 DAMA等正在不断寻找暗物质粒子，而天文观测如引力透镜、星系旋转曲线等则提供了暗物质分布和 运动的信息。
暗物质与暗能量
暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质（Dark Matter）是一种比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质的密度非常小，但是数量非常庞大。
自从牛顿发现了万有引力定律以来, 人们就一直尝试用引力理论来解释各种天体的运动规律, 在这个过程中, “暗物质”的概念很早就已经形成了。
现代意义下的暗物质概念是瑞士天文学家家弗里兹·兹威基（Fritz Zwicky）早在1933 年研究后发星系团中星系运动的速度弥散时就提出来了。
他根据所测得的星系速度弥散并应用维理定理得到了后发星系团的质光比, 发现其比太阳的质光比要大400 倍左右。
1934 年，他在研究星系团中星系的轨道速度时，为了解释“缺失的物质”问题而正式提出了暗物质的概念．但当时并没引起太多的关注，直到40 年后，人们在研究星系中恒星的运动时遇到类似的困难: 人们发现如果仅考虑可见( 发光) 物体彼此之间的相互吸引力，那么各式各样的发光天体( 包括恒星、恒星团、气状星云，或整个星系) 运动的速度要比人们预想的快一些。
暗物质存在最直接的证据来自于漩涡星系旋转曲线的测量。
通常测量的旋转曲线在距离星系中心很远的地方会变平, 并且一直延伸到可见的星系盘边缘以外很远的地方都不会下降。
如果没有暗物质存在, 很容易得到在距离很远的地方旋转速度会随距离下降: v(r)= GM(r)! r ∝1!r因此, 平坦的旋转曲线就意味着星系中包含了更多的物质。
2003 年，Wilkinson 微波背景各向异性探测( WMAP) 、Sloan数字巡天( SDSS) 和最近的超新星( SN) 等天文观测以其对宇宙学参数的精确测量，进一步有力地证实了暗物质的存在．这在人类探索宇宙奥秘和物质基本结构的道路上无疑是一个光辉的成就．最新数据显示，在宇宙能量构成中，暗能量占72%，暗物质占23%，重子类物质只占了5%左右．暗物质的探测暗物质的探测可以分为如下3 种方法。
暗物质质量单位
暗物质质量单位一、暗物质简介暗物质是宇宙中一种神秘的物质，无法直接观测到，也不与电磁辐射相互作用，因此无法通过现有的科学仪器来探测。
然而，通过对宇宙的观测和理论研究，科学家们发现了暗物质的存在证据。
暗物质占据了宇宙总质量的大约27%，远远超过我们所熟知的可见物质。
二、质量单位简介质量是物体所具有的惯性和引力特性的量度，通常用千克（kg）作为国际单位制中的质量单位。
然而，在研究宇宙的尺度时，千克并不是最方便的单位，因为宇宙中的质量通常非常巨大。
为了更好地描述宇宙中的质量，科学家们引入了一些特殊的质量单位，其中之一就是以太子质量（eV/c²）。
太子质量单位是以能量为基础的质量单位，其中eV表示电子伏特，c表示光速。
暗物质质量单位则是将太子质量单位转化为千克。
具体而言，1太子质量单位约等于 1.783×10⁻³¹千克。
这样的转化使得科学家能够更方便地讨论宇宙中的暗物质质量，而不必使用过于庞大的千克单位。
四、暗物质质量单位的重要性暗物质质量单位的引入对于研究宇宙中的暗物质起到了重要的作用。
通过使用暗物质质量单位，科学家们能够更好地描述和比较不同天体中的暗物质质量。
例如，在研究星系团时，科学家们可以通过测量质量以暗物质质量单位来表达它们的暗物质含量，从而比较不同星系团之间的质量差异。
暗物质质量单位的使用还有助于研究暗物质粒子的性质。
根据目前的理论模型，暗物质可能由一种或多种未知的基本粒子组成。
通过研究暗物质质量单位，科学家们可以估计这些暗物质粒子的质量范围，并进一步推测其可能的性质和相互作用方式。
五、暗物质研究的挑战和前景尽管暗物质质量单位的引入方便了暗物质研究，但是我们仍然面临着许多挑战。
首先，由于暗物质不与电磁辐射相互作用，直接观测它们变得异常困难。
科学家们只能通过间接的观测手段，如星系旋转曲线和宇宙微波背景辐射等来推测其存在和性质。
暗物质的组成和性质仍然是一个谜。
“暗物质”是什么,为什么科学家们一直在研究它？
“暗物质”是什么，为什么科学家们一直在研究它？暗物质是指在宇宙中没有发出或反射可见光的物质，但却由于其引力作用而被证实存在。
科学家们一直在研究暗物质，是为了揭示宇宙中一些未能被解释的现象。
下面列举了3个科学家们研究暗物质的原因：1.解释星系旋转速度早期的天文学家曾经认为，星系的旋转速度应该随着距离中心的偏离而减慢。
但是，这个假想却被事实所否定。
在星系的外部，旋转速度是很稳定的。
这个稳定的旋转速度导致了一个非常困惑的问题：为什么星系会以这样的速度旋转而不发生坍塌？这就是暗物质的一个例子——暗物质善于承受引力，与普通的物质不同，它不会发生坍塌，因此，可以帮助解释星系的旋转速度。
2.解决宇宙学拓展速度问题描述宇宙学扩张的基本物理学原理是：越远的星系会以越快的速度远离我们。
这个原理取决于暗能量，因为一个完全由暗物质构成的宇宙是不可能的。
暗能量是另一个未能被解释的现象——它是一种反重力物质，可扭曲宇宙的空间时间结构，导致宇宙的加速扩张。
暗物质与暗能量一起，则协同作用，形成了“暗物质暗能量宇宙学模型”，可以解释宇宙学现象。
3.验证引力波引力波是爱因斯坦广义相对论的预测结果，它们是由能量和动量在时空中传播的扰动，类似于石头投入池塘中的波纹。
暗物质的存在可以通过引力波的探测来验证，暗物质会通过引力作用来操纵物体的运动，这些物体包括引力波探测器中的测量设备。
综上所述，暗物质扮演着揭示宇宙中未解之谜的关键角色。
虽然暗物质在现实生活中不可见，但是它对于了解宇宙的演化和解决宇宙学问题至关重要。
什么是暗物质概念定义是什么
什么是暗物质概念定义是什么暗物质的存在一经证实,意味着人类首次发现了暗物质存在的形式,将是物理学的重大突破。
暗物质被称为“世纪之谜”，那么暗物质到底是什么呢?下面是小编为大家整理的暗物质的概念定义，希望你会喜欢!暗物质的概念定义暗物质(Dark Matter)是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质，比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。
暗物质-暗能量是影响当今量子粒子物理+天体物理的“两片乌云”，暗物质的密度非常小，但是数量庞大，因此它的总质量很大，它们代表了宇宙中96%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到(约4.9%)。
暗物质“未来”的仪器可以直接观测得到，但它能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
暗物质中的“暗物质粒子”的存在有可能是量子粒子物理的弱相互作用力的大质量重粒子的极化粒子类似于“磁单极粒子”的跃迁线性粒子。
暗物质存在的最早证据来源于对矮椭球星系旋转速度的观测。
现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、天文观测和膨胀宇宙论研究表明：宇宙的密度可能由约68.3%的暗能量，4.9%的重子物质，26.8%暗物质组成。
新计算机模型：暗物质并非由重粒子组成。
科学家1月29日在阿奇夫论文预印本网站上发表报告称，美国航空航天局的钱德拉X射线天文台的数据显示，以特定能量发出的超量X射线令图表上出现一个隆起。
众所周知，X射线谱线能揭示暗物质的存在。
暗物质是一种未知的物质，科学家认为宇宙绝大部分由其构成。
暗物质的物质分布天文学的观测表明，宇宙中有大量的暗物质，特别是存在大量的非重子物质的暗物质。
据天文学观测估计，宇宙的总质量中，重子物质约占2%，也就是说，宇宙中可观测到的各种星际物质、星体、恒星、星团、星云、类星体、星系等的总和只占宇宙总质量的2%，98%的物质还没有被直接观测到。
在宇宙中，非重子物质的暗物质当中，冷暗物质约占70%，热暗物质约占30%。
宇宙中暗物质的性质及其作用
宇宙中暗物质的性质及其作用引言：宇宙是一个神秘而广阔的地方，它包含着无数的星系和行星。
而其中存在着一种神秘的物质，被称为暗物质。
暗物质是构成宇宙的重要组成部分，虽然它无法被直接观测到，但其性质和作用在宇宙学领域中引起了广泛的研究和探索。
本文将会就暗物质的性质及其可能的作用展开深入探讨。
一、暗物质的性质1. 质量：暗物质被认为占据宇宙总质量的大约27%，具有巨大的质量。
这一估计是通过观测宇宙的运动和重力效应得出的。
暗物质的质量远远超过我们能够直接观测到的普通物质，如星系、恒星和行星等。
2. 不可见性：暗物质之所以被称为“暗”，是因为它无法与电磁波相互作用，也就是说，我们无法通过直接观测到暗物质的辐射来证实其存在。
这使得暗物质的研究变得困难而复杂。
3. 重力相互作用：除了无法被观测到之外，唯一能够感知暗物质存在的方式是通过它的引力效应。
暗物质与周围普通物质之间通过引力相互作用，影响宇宙的演化和结构的形成。
二、暗物质的存在证据1. 星系旋转曲线：天文学家发现星系内部的恒星运动速度与预期不符，无法仅通过可见物质的质量解释这个现象。
这意味着在星系中存在着额外的质量，也就是暗物质。
2. 宇宙微波背景辐射：宇宙大爆炸后，产生了宇宙微波背景辐射。
通过对这些微波辐射的观测，天文学家发现了暗物质的存在证据。
暗物质的引力会导致微波辐射的略微扭曲。
3. 大尺度结构形成：暗物质在宇宙演化中起到了重要的作用，它通过引力相互作用，促使宇宙中的物质形成大尺度的结构，如星系团、超星系团等。
这些结构的形成和观测也提供了暗物质存在的间接证据。
三、暗物质的作用1. 维持星系稳定：暗物质的引力对星系的稳定和演化起到了至关重要的作用。
它提供了额外的质量来平衡恒星和气体云团的引力作用，从而维持星系的形状和稳定运动。
2. 形成大尺度结构：正是暗物质的引力相互作用促使了宇宙中大尺度结构的形成。
星系团、超星系团等的形成都受到暗物质的重力约束。
这些结构的形成对宇宙学的研究具有重要意义。
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大爆炸宇宙学说可以准确预言轻元素在宇宙中 的丰度． 当宇宙的温度下降到核反应的温度时，可以 应用成熟的核物理理论来计算各轻元素的丰度． 通 过原初核合成模型，根据观测到的几种轻元素的丰 度及比例确定出宇宙中重子物质密度 为： 0． 017 ＜ ΩBh2 ＜0． 025； 而暴胀模型预言宇宙中 Ωm +ΩΛ = 1； 星 系团动力学方法得到总物质密度 Ωm ≥0． 2． 结合这 些理论分析和观测事实，可以得到一个重要的结论： 宇宙中的暗物质不可能是重子，且这种非重子暗物 质占了很大比例．
1） 暗物质的密度比例： 精确宇宙学测量结果要 求，宇宙暗物质的丰度不超过现在测量的暗物质的 剩余丰度，即要满足 ΩDMh2 = 0． 1123±0． 0035．
2） 暗物质的寿命： 为了构成现在宇宙物质的组 分，暗物质的寿命 τDM 需要足够长，即长于宇宙年龄 t0（ 约 136 亿年） ，τDM ＞t0 ≈4． 3 × 1017 s． 所以，一个自 然的暗物质模型应该可以提供足够好的对称性保护 暗物质的稳定性，即暗物质不衰变或衰变非常缓慢．
2） 轴子（ axion） 轴子是粒子物理学家为解决 QCD 中的强 CP 破 坏问题而引入的． 轴子质量很小，目前它的质量范围 被限制在 10－6 ～ 10－3 eV 之间． 轴子产生机制有很多 不同的模型． 关于轴子物理的讨论请参阅 Kolb 等的 文献［7，8］． 通过非热产生的轴子被视为冷暗物质． 3） KK 粒子 在超 出 标 准 模 型 新 物 理 中，额 外 维 （ extra dimensions） 模型也可以提供暗物质的候选者［9］． 额外 维模型假设真实的时空并非 3 +1 维，而是具有更高 的维度． 额外维模型能解释标准模型的规范等级问 题，也解释了引力作用强度为什么比其它 3 种力小． 普遍的额外维模型（ universal extra dimensions，UED） 假设了平坦的额外维，所有的标准模型粒子都在所 有的维度传播． 标准模型粒子在额外维中传播可能 带有动量，于 是 在 四 维 膜 上 表 现 为 新 的 重 粒 子，即 Kaluza－Klein（ KK） 激发态，对应的粒子就称为额外 维空间粒子，或 KK 粒子． KK 粒子是额外维空间理 论所预言的，其中最轻的粒子是稳定的并可以成为 暗物质候选者． 特别值得提及是，超出标准模型新物理里的超 对称模型所提供的超对称粒子［10，11］，也可以作为暗 物质的候选者． 所谓超对称，是不同自旋粒子间的对 称性． 如果这一对称性存在，则每个已知粒子都有超 对称伴子（ super－partners of the Standard Model particles，也称为 sparticles） ． 标准模型粒子和它们的超 对称伴子具有不同的 Ｒ－宇称，因此不能相互转化． 具有最小质量的超对称粒子可以稳定存在． 如果这 个粒子是中性的，就可以作为暗物质候选者． 下面 介绍其中最强劲的候选者： 超对称引力子和弱相互 作用重粒子． 4） 超对称引力子（ gravitino） 在将超对称从全局推广至局域时导致超引力 （ supergravity） ，从而出现超对称引力子，即 引 力 子 （ gravition） 的超对称伴子［12］． 超对称引力子的质量 范围为： 几个 ev ～ Tev． 其质量依赖于超对称破缺尺 度，即质量 m3 /2 是 Λsusy / MPL 的量级，这里 Λsusy 是超对
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大学物理
第 35 卷
3 暗物质的候选者
既然暗物质不可能是重子物质，那么暗物质究 竟是什么粒子呢？ 为此，人们提出了不同的暗物质 候选者，建立了不同的暗物质模型． 我们简单介绍一 些热门的暗物质候选者，也包括著名的落选者——— 中微子． 3． 1 落选者———中微子（ neutrino）
根据暗物质的性质： 不带电、稳定、没有强相互 作用，人们最初想到的暗物质候选者是中微子． 因为 在粒子物理标准模型中只有中微子满足所有这些限 制，如果它有质量就可以是暗物质． 由于中微子参与 弱相互作用，其退耦温度在 MeV 量级，远高于它的 质量，因此它退耦时是相对论运动的，这样的暗物质 被称为热暗物质． 由于热暗物质运动速度非常快，在 约 40 Mpc 以下的扰动被中微子的运动抹平． 这也表 明了以中微子主导的宇宙中的结构形成是自上而下 的，即大尺度结构先形成． 而观测事实表明，我们银 河系比其本地星系群更先形成． 也就意味着今天的 星系尺度的结构在这样的暗物质模型中根本无法形 成． 另 外 中 微 子 在 宇 宙 中 只 占 很 小 的 比 例． 由 WMAP－9 以及其它观测 （ BOSS 的重子振荡 BAO， 6dF LSS 数据等） 结果的分析得到［3-5］，3 种中微子质 量之和的上限估计为Σ mν ＜0． 23 eV（ 95% C． L． ） ，故 所有中微子对宇宙密度参数的贡献只有 Ων ＜0． 005． 所以中微子不可能是暗物质的主要组分． 3． 2 热门候选者
图 1 涡旋星系 NGC3198 的旋转曲线
精确的 X 射线数据也表明，在星系团中存在大 量的暗物质． 可以通过测星系团内热气体的 X 射线 发射轮廓图，推断出约束这些热气体的引力势分布， 进而得到星系团中物质的分布． 结果分析表明，高温 的热气体要被约束在星系团内部，就必须存在大量 的暗物质．
暗物质的存在也可以通过引力效应显现出来， 主要利用强引力透镜方法、弱引力透镜方法． 根据广 义相对论，光线经过大质量天体附近时会由于强引 力场而弯曲． 如果从遥远星系发出的光线经过暗物 质聚集区域到达地球，观测者将会观测到光源的多 重像，也可能发现光源的视轮廓及视亮度发生改变， 从而观测到的星系图像发生改变，这种现象就称为 引力透镜效应． 如图 2 所示，那些密集的大量小光弧 就是远处背景星系的畸变图，是 Abell2218 星系团 中暗物质团的引力透镜作用而形成［2］． 引力透镜效 应证实了在宇宙中有大量的暗物质．
櫍殻
第 35 卷第 2 期 2016 年 月
櫍櫍櫍櫍櫍殻 专题介绍
大学物理 COLLEGE PHYSICS
Vol． 35 No． 2 Feb． 2016
櫍櫍櫍櫍櫍殻
櫍殻
暗物质简介
何 钰，吴 平，张 晓
（ 西南交通大学 物理科学与技术学院，四川 成都 610031）
摘要： 暗物质是当代物理学和天文学面临的一大挑战． 文章介绍了暗物质的发现历史，暗物质存在的观测证据，以及已知
1 暗物质的存在
暗物质的存在是 Zwicky 在 1937 年观测 Coma 星系团时所做出的预言． Zwicky 发现 Coma 星系团 的动力学质量为 4． 5×1010 M⊙，而光度质量仅为 8． 5 ×107 M⊙，质光比 γ（ 即动力学质量与光度之比） 约为 500． 这与当时理论预言的星系团的质光比 γ ～ 3 差 异巨大． 这说明对于星系团质量来说，发光的重子物 质贡献很少． 据此，Zwicky 预言在星系团中应当存 在大量不发光的物质，即暗物质（ dark matter） ，正是 暗物质对星系团质量贡献了绝大部分． 上世纪 30 年 代末至 70 年代，天文学家通过对星系旋转曲线、气 体 X－射线观测也证实了暗物质的存在； 1973 年天 文学家用数值模拟表明，要形成稳定的星系盘，就必 须存在球状暗物质晕（ dark matter halo，暗晕） ． 随着 观测和理论研究的不断发展，到上世纪 80 年代初， 绝大多数天文学家都确信了暗物质的存在．
3） 具有引力作用： 在宇宙中，暗物质粒子与其 他粒子之间主要是引力作用，也可能存在弱作用． 在 宇宙中，暗物质是主要引力源．
4） 不参与电磁作用： 对于暗物质的电磁特性， 科学家给出了很严格的限制． 如果暗物质有很小的 电量和很小的电（ 磁） 偶极矩，将改变温度功率谱和 物质功率谱的形状，与观测不符． 因此暗物质应该是 电中性的．
1） 惰性中微子（ sterile neutrino） 在超出标准模型新物理里，Dodelson＆Widrow［6］
提出了惰性中微子，也称为右手中微子（ right－handed neutrino） ，可通过中微子非共振振荡（ non － resonant oscillation） 产生． 如果其产生率一直低于宇宙 膨胀率，惰性中微子就不会处于热平衡，就可以产生 足够的惰性中微子从而符合对于物质密度的观测． 惰性中微子的质量 ～ keV． 惰性中微子是目前预言 的温暗物质主要代表．
的暗物质的基本性质． 还介绍了广受关注的暗物质的候选者，以及目前暗物质探测实验的进展．
关键词： 暗物质； 中微子； 弱相互作用重粒子； 直接探测； 间接探测
中图分类号： O 412． 1
文献标识码： A
文章编号： 1000-0712（ 2016） 02-0032-05
DOI:10.16854/ki.1000-0712.2016.0029
图 2 哈勃空间望远镜拍摄的 Abell2218 星系团产生的引力透镜现象
此外，宇宙大尺度结构形成理论揭示，要形成今
天我们所观测到的各种宇宙结构，仅有重子物质是 远远不够的． 必须有大量暗物质聚集才能形成巨大 的引力势阱，使得重子气体掉入到这些势阱里，重子 扰动大大增强，才能最终形成现在的各种宇宙结构． 暗物质的空间分布，决定了宇宙结构形成的位置、尺 度和形态等．
然而在 20 世纪末，人们发现，物理学的天空中 又漂浮了两朵新的乌云，这就是暗物质和暗能量问 题． 天文观测告诉我们，今天宇宙的基本组成中粒子 物理标准模型所描述的普通物质只占 4． 6% ，大约 71． 4% 是暗能量，24% 是暗物质． 宇宙正是在暗能量 的推动下加速膨胀着． 暗能量的一种可能性是宇宙 学常数，或真空能； 也可能是随时间变化的动力学场 的能量． 而暗物质不属于我们已知的粒子（ 如电子、 质子、中子等） 中任何一种，是一种尚未被认识的新 物质． 暗物质和暗能量在宇宙的形成和演化中扮演 着极其重要的角色，但我们无法用已知的物理学知 识加以解释，对其本质几乎一无所知． 这是否预示着 新的物理学革命？ 是否会促使我们找到比粒子物理 标准模型更基本、更深刻的物理理论？ 因此暗物质 和暗能量不仅受到宇宙学研究者的强烈关注，也受 到理论物理及粒子物理研究者的强烈关注． 在这里 我们将主要介绍暗物质的相关科学问题．