博士论文-暗物质与暗能量的唯像研究

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题名	博士论文-暗物质与暗能量的唯像研究
作者	刘杰
学位类别	博士
答辩日期	2012
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	张新民
关键词	暗物质暗能量引力扰动反弹宇宙
学位专业	粒子宇宙学
中文摘要	二十一世纪物理学上空的两大乌云，``暗物质''和``暗能量''，是现代宇宙学研究的热点问题。暗物质自从上个世纪三十年代被发现开始就引起人们广泛的兴趣。它是联系天文和粒子物理的纽带，人们从各个角度去对它进行研究。2008 年底 PAMELA，ATIC，Fermi 等宇宙线观测实验发现宇宙线中电子谱上存在反常超出。这掀起了人们研究暗物质的新的一轮高潮。另一方面，暗能量由于其独特的负压性质从 1998 年被发现以来就一直是人们讨论的重点。我博士期间的工作就是从唯象上对暗物质、暗能量相关问题进行研究。; 暗物质方面，我主要研究的是利用宇宙线的观测探测暗物质粒子的性质。暗物质间接探测的难点在于暗物质产生的荷电粒子在银河系中的传播过程。利用蒙特卡洛马科夫链（MCMC）的方法，我将计算宇宙线传播过程的最完备数值计算软件 GALPROP 与 MCMC 结合起来，模型无关地研究宇宙线中电子谱的反常超出。利用这种整体拟合方法，我研究了背景解释、天体源和暗物质源解释的差别以及和数据的符合情况。; 在暗能量方面，首先我介绍了暗能量的发现、理论模型和研究现状。并尝试利用新的观测数据如弱引力透镜、高红移的伽马射线暴数据来限制暗能量。在将伽马射线暴的观测数据用于宇宙学的研究中时，我着重介绍了一种新的解决伽马射线暴观测数据的“循环问题”的方法，自洽地将伽马射线暴的观测数据用于宇宙学的研究中，并对暗能量的状态方程给出限制。; 最后，我研究了暗能量和暗物质在早期宇宙中的影响以及宇宙的初始条件等相关问题。暴胀模型预言了近标度不表的绝热扰动谱。当早期宇宙中存在暗物质和暗能量的时候有可能产生相应的暗物质、暗能量的等曲率扰动。我分别研究了暗能量暗物质等曲率扰动的影响和观测限制。利用 N 体模拟我分析了暗物质等曲率扰动的可探测性。我还研究了用于解决宇宙奇点问题引入的反弹暴胀模型的观测限制。
语种	中文
学科主题	粒子宇宙学
公开日期	2016-02-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210473]
专题	高能物理研究所_理论物理室_学位论文和出站报告
作者单位	中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	刘杰. 博士论文-暗物质与暗能量的唯像研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012.