Publication: Моделирование взаимодействия «тёмных» атомов скрытой массы с ядрами вещества
Дата
2022
Авторы
Бикбаев, Т. Э.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
В данной работе рассматривается сценарий составного атома скрытой массы, в котором гипотетические, реликтовые, стабильные частицы Х, представляющие собой лептон или специфический кластер тяжёлых кварков новых семейств с подавленным адронным взаимодействием с зарядом −2n, где n – любое натуральное число, образуют нейтральные атомоподобные состояния XHe с первичными ядрами гелия. Для существования гипотезы ХHe необходимо наличие на некотором расстоянии между Х-гелием и ядром вещества отталкивающей силы, которая выражается в виде барьера в эффективном потенциале взаимодействия между “тёмным” атомом и ядром, препятствующего слиянию Не и/или частицы Х с ядром. При этом, взаимодействие медленных атомов Х-гелия с ядрами может приводить к образованию низкоэнергетического связанного состояния ХHe – ядро, что должно представлять собой осциллирующую систему трёх тел и выражаться в виде неглубокой потенциальной ямы порядка 2-4 кэВ в эффективном потенциале взаимодействия. Захват „тёмных“ атомов в это связанное состояние приводит к соответствующему выделению энергии, наблюдаемому как ионизационный сигнал в детекторе. Целью работы является восстановление формы эффективного потенциала взаимодействия атома ХНе скрытой массы с ядром вещества в зависимости от расстояния между ядром и тёмным атомом для исследования специфики их взаимодействия Эта задача сформулирована как задача трех тел и не имеет точного аналитического решения, поэтому, в нашей работе предлагается численный подход для описания данного взаимодействия, в котором мы строим численную модель для восстановления формы соответствующего эффективного потенциала. Результатом работы является построенная в двух приближениях численная модель: в виде модели атома Бора и в виде модели атома Томсона. Эти модели описывают систему из трех, взаимодействующих друг с другом посредством кулоновских и ядерных сил, заряженных частиц и восстанавливают их траектории. Также был рассмотрен другой подход и построена модель восстановления эффективного потенциала взаимодействия в каждой точке. Кроме того, для получения более точных результатов, было рассмотрено уравнение Шрёдингера для системы ХНе – ядро. Решено одномерное уравнение Шрёдингера для системы ХНе, построен двумерный потенциал взаимодействия между ядром и частицами атома скрытой массы и начата работа над решением двумерного уравнения Шрёдингера для системы ХНе – ядро.
Описание
Уровень образования: магистратура; Код направления/специальности: 14.04.02; Группа: М20-115
Ключевые слова
ВКР , Выпускная квалификационная работа
Цитирование
Бикбаев, Т. Э. Моделирование взаимодействия «тёмных» атомов скрытой массы с ядрами вещества : Выпускная квалификационная работа, магистратура, 14.04.02 / Т. Э. Бикбаев ; рук. работы Хлопов Максим Юрьевич, 2022