المادة المظلمة ذاتية التفاعل

في الفيزياء الفلكية وفيزياء الجسيمات ، تُعدّ المادة المظلمة ذاتية التفاعل ( SIDM ) فئةً بديلةً من جسيمات المادة المظلمة ذات التفاعلات القوية، على عكس نموذج المادة المظلمة الباردة القياسي (CDM). وقد طُرحت فرضية SIDM في عام 2000 ^{[ 1 ]} كحلٍّ لمشكلة النواة والقمة . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} في أبسط نماذج التفاعلات الذاتية للمادة المظلمة، يتوسط جهد من نوع يوكاوا وناقل قوة φ بين جسيمين من المادة المظلمة. ^{[ 5 ]} على نطاق المجرات، يؤدي التفاعل الذاتي للمادة المظلمة إلى تبادل الطاقة والزخم بين جسيمات المادة المظلمة. وعلى مدى فترات زمنية كونية، ينتج عن ذلك نوى متساوية الحرارة في المنطقة المركزية لهالات المادة المظلمة.

إذا كانت المادة المظلمة ذاتية التفاعل في حالة توازن هيدروستاتيكي ، فإن ضغطها وكثافتها يتبعان ما يلي:

${\displaystyle \nabla P_{\chi }/\rho _{\chi }=\nabla \Phi _{\text{tot}}=\nabla (\Phi _{\chi }+\Phi _{\text{b}}),}$

أين${\displaystyle \Phi _{\chi }}$و${\displaystyle \Phi _{\text{b}}}$يمثلان الجهد الجاذبي للمادة المظلمة والباريون على التوالي. تربط المعادلة بشكل طبيعي توزيع المادة المظلمة بتوزيع المادة الباريونية. وبفضل هذا الارتباط، يمكن للمادة المظلمة ذاتية التفاعل أن تفسر ظواهر مثل علاقة تولي-فيشر .

وقد طُرحت فرضية المادة المظلمة ذاتية التفاعل كتفسير لإشارة التعديل السنوية لمرصد DAMA . ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} علاوة على ذلك، فقد ثبت أنها يمكن أن تكون نواة للثقوب السوداء فائقة الكتلة عند الانزياح الأحمر العالي. ^{[ 9 ]} وربما نشأت المادة المظلمة ذاتية التفاعل في ما يُسمى " الانفجار العظيم المظلم ". ^{[ 10 ]}

في يوليو 2024، اقترحت دراسة أن نموذج SIDM يحل " مشكلة الفرسخ الفلكي النهائي "، ^{[ 11 ] [ 12 ]} وبعد شهرين، اقترحت دراسة أخرى الحل نفسه باستخدام المادة المظلمة الباردة الضبابية . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

• MACS J0025.4-1222 ، ملاحظات فلكية تحد من التفاعل الذاتي للمادة المظلمة
• ESO 146-5 ، نواة Abell 3827 التي زُعم أنها أول دليل على SIDM
• الجسيمات الضخمة ذات التفاعل القوي (SIMP)، المقترحة لتفسير بيانات الأشعة الكونية
• نموذج لامدا-سي دي إم

• بيرتوني، جيانفرانكو (2010). المادة المظلمة الجسيمية: ملاحظات ونماذج وبحوث . مطبعة جامعة كامبريدج . ص  762. رمز Bibcode : 2010pdmo.book.....B . ISBN 978-0-521-76368-4.
• موسر، جورج (مايو 2000). "ما المشكلة؟" . مجلة ساينتفك أمريكان . 282 (5): 24. رمز Bibcode : 2000SciAm.282e..24M . doi : 10.1038/scientificamerican0500-24 .
• لورانس، كراوس (2000). الجوهر: البحث عن الكتلة المفقودة في الكون . دار بيسيك بوكس . ص  384. ISBN 978-0-465-03741-4.