Materia oscura (Jesús)

MATERIA OSCURA
Motivos de su
existencia
Distribución
Candidatos a materia
oscura
Formas de medida
Conclusiones
Segunda Ley de Kepler: Cuando el planeta está más
alejado del Sol (afelio) su velocidad es menor que
cuando está más cercano al Sol (perihelio) debido a la
constancia del momento angular.
Proporciones S.S:
Sol = 99.85 %
Planetas =0. 135 %
Cometas = 0.01 %
Satélites = 0.00005 %
Galaxias: Sistema masivo de estrellas,planetas,satélites
etc.. ¡SISTEMA DE OBJETOS CELESTES !
Halo de materia oscura concentrado
centralmente con una simétrica casi esférica
con la materia visible concentrada en un disco
del centro.
Cúmulo Bala: Dos cúmulos de galaxias en
colisión.
Tonos rojos : Masa de las nubes
de gas caliente
Tonos azules: distribución de
materia oscura en la colisión
Mapa 3D de materia oscura (the California Institute of
Technology)
Candidatos a materia
oscura
Materia oscura bariónica
Nubes de hidrógeno molecular: Emiten rayos gamma cuando son
atravesados por radiación cósmica.
Enanas marrones, enanas blancas y estrellas de neutrones:
Emiten radiación en ciertas longitudes de onda.
Dada la edad de nuestra galaxia podemos
determinar la luminosidad de las enanas blancas
menos brillantes.Pueden ser detectadas por el
telescopio espacial Hubble.
Agujeros negros: Pueden ser detectados por el
fénomeno de lente gravitacional
Materia oscura no bariónica
Materia oscura caliente: Partículas no bariónicas que se mueven
ultrarrelativistamente.
Materia oscura templada: Partículas no bariónicas que se mueven
relativistamente
Materia oscura fria: Partículas no bariónicas que no se mueven
relativistamente
Materia oscura caliente
Candidato más probable: EL NEUTRINO
Interactúa muy poco con la materia
Según el modelo del Big Bang deberían estar presentes en
cantidad comparable a la de los fotones de la radiación de fondo
cosmológico
Tienen masa
Su interacción con las demás partículas es mínima por lo que
pasan a través de la materia ordinaria sin apenas perturbarla.
Estas partículas no pueden explicar como se
formaron las galaxias individuales a partir del Big
Bang ya que son demasiado ligeras.
Super Kamiokande (Japón)
- 47.5 Millones de litros de agua
-11.000 Sensores de luz
WIMPs (Weakly Interacting Massive Particcles)
Interactúan solamente con la fuerza nuclear débil y con la gravedad, y puede
que con otras fuerzas no mayores que la fuerza nuclear débil.
Mucho más masivos que los neutrinos , y por lo tanto, más lentos.
No se pueden ver directamente ya que no interactuan con el
electromagnetismo y tampoco reaccionan energeticamente con el nucleo del
átomo debido a que no interactuan con la fuerza nuclear fuerte.
Detección de WIMPs
1º Forma
Un número grande de estos WIMPs atraviesan el Sol cada segundo,
y la masa de nuestra estrella es gigantesca, de modo que muchos de
ellos están impactando contra núcleos de átomos del Sol en este
momento. Utilizando modelos podemos predecir el tipo de
partículas que se producirían en esos choques, y entre ellas deben
estar neutrinos muy energéticos. El detector de neutrinos Super
Kamiokande trata de detectar estos neutrinos procedentes de
impactos de WIMPs , aunque hasta ahora no ha tenido éxito..
Detección de WIMPs
2º
Forma
Cuando el WIMP choca con el núcleo atómico y éste es empujado,
se mueve bruscamente y emite radiación electromagnética, es decir,
fotones. Detectando estos fotones podemos saber que se ha
producido ese choque.
PRINCIPAL EXPERIMENTO : DAMA/NaI
Detección de WIMPs
3º
Forma
Notando el choque entre la partícula y el núcleo del material contra el
que impacta se producen vibraciones del material . MUY
COMPLICADO!!
Los átomos de cualquier material se están moviendo todo el tiempo,
vibrando alrededor de sus posiciones de equilibrio e incluso
“revoloteando” libremente según la fase en la que esté la materia. No
IMPOSIBLE!
El experimento CDMS (Cryogenic Dark Matter Search)
- Discos semiconductores de silicio y germanio,
enfriados hasta temperaturas de prácticamente el cero
absoluto.
-Cuando una partícula penetra en el material
se producen movimientos bruscos de los
electrones (si la partícula está cargada), y
si el impacto es contra el núcleo se produce
una onda de sonido producida por ese
átomo al desplazar a los que tiene
alrededor en su vibración.
Conclusiones
¿Existe la materia oscura? Si existen pruebas de su
evidentes.
¿Donde está? En estrucuras a gran escala y Halos
individuales.
¿Que es? Partículas no bariónicas, frías (no relativistas) y que
no interaccionan.
¿Tiene nombre? Aun no, pero se barajan varios.