超新星的（微小）暗物质产生

据信，暗物质是由颗粒组成的，它们仅与物质产生弱和重力相互作用。一种常见的暗物质候选物就是所谓的WIMP。特别是，WIMP很重，可能是它们自己的抗微粒。

像任何其他颗粒一样，暗物质颗粒可以在足够高的能量下产生。暗物质粒子的质量是未知的，但估计是顺序 -，其对应于温度 -，在此这些颗粒可以预期产生。 $1$ $100 \textrm{GeV}$ $T_{DM}\approx 10^{13}$ $10^{15}\textrm{K}$

在任何合理的天体物理过程中，都无法达到如此高的温度，但是可以说，在核塌缩的超新星中，新形成的核的温度为，并且在坍塌过程中可能更高相。然后粗略的估计表明暗物质的产生量为。或者，以数字格式。这意味着在，超新星产生的暗物质数量约为1千克。这样的温度对于是可以达到的 $T_{SN,after}\approx 10^{11}\textrm{K}$ $M_{DM}\approx e^{-T_{DM}/T_{SN,max}}M_\odot$ $\log_{10}(M_{DM}/\textrm{kg})=30.3-0.43(T_{DM}/T_{SN})$ $T_{SN}=1.4\cdot 10^{-2}T_{DM}$ $1 \textrm{GeV}$ DM颗粒。因此，人们可以乐观地预期每颗超新星会产生几千克的暗物质。

现在的问题。核塌陷超新星中典型的暗物质产生是什么？我想，一个很好的答案是对现有估计值进行更强有力的扩展。欢迎任何建设性的评论。

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— 阿列克谢·鲍勃里克（Alexey Bobrick）
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Answers:

目前最受欢迎的WIMPS可能是中性食品，请参阅 http://en.wikipedia.org/wiki/Neutralino

这些粒子目前仅是假设的。上述Wikipedia文章中对最轻的中性白蛋白的质量估计介于10和10,000 GeV之间，这意味着SN中的生产率将大大低于假定的1 GeV。LHC应该已经发现更高的生产率。

因此，根据在LHC处未检测到WIMPS（以能量损失的形式），应该可以估计SN中生产率的上限。

— 杰拉尔德
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我仍然想知道这样的估计会很好奇。它是一些粒子，还是我们可能期望的毫微克，或者甚至在宏观尺度以上的任何地方？除了预期的能量范围外，阻碍生产的另一点当然是由于反应截面。它们也可以很低。

— Alexey Bobrick 2014年

@AlexeyBobrick一个假设是，DM WIMPS是较重粒子的衰变产物。SN可能比LHC达到更高的能量，最高可达10e19 eV。如果以这种方式生产WIMPS，那么高能宇宙粒子可能是额外的信息来源。尽管LHC缺乏，但我还是可以在SN中进行DM生产。我不愿提供数字，因为存在太多未经证实的假设。一切都可能是错误的。

— 杰拉尔德

是的，这当然取决于模型。但是，即使对某些特定模型进行粗略估计也会很有趣。还要注意，1）最活跃的宇宙射线很可能不会在超新星中产生，2）它是热的，而不是整体运动，这对反应很重要。

— Alexey Bobrick 2014年

据认为，观察到的最活跃的宇宙射线是在“附近”的黑洞产生的，尚待确认。但是，如果是这样，尽管到目前为止还不能确定GRB（可能与SN相关）与高能CR之间的良好相关性，但这也可能发生在超新星坍塌到黑洞时。蓝移的宇宙微波背景和相关的能量损失限制了高能宇宙射线的传播。据我所料，目前形成WIMP的想法倾向于使较重的粒子衰减。

— 杰拉尔德2014年

...就像核子的衰变会产生中微子一样。质量低于100 GeV的中性inosinos的直接生产看起来不太可能或至少非常罕见，比希格斯粒子稀有。现在，人们可以猜测出粒子的重量，这些粒子会衰减成中性粒子或其他WIMPS，并寻找这些能量出现在SN中的概率。现在，必须将其乘以猜测的反应截面。假设对WIMP的衰减应该很简单。但是在这里，我们有一系列假设，这些假设会增加不确定性。

— 杰拉尔德2014年

超新星有几种类型，以及核心可能坍塌的方式。让我们以极端情况为例，其中伽马射线光分解会破坏所有重元素（Si，Fe和Ni等），并将它们分解成质子，中子和电子。每个核释放其所有结合能，每个核子质量约9 MeV，或其余质量的0.9％。我相信，大多数能量是以相对论中微子的形式出现的（其余的是质子，中子和电子的动能）。因此，上限是核心质量的0.9％最终变成中微子。中微子的剩余质量要少得多，但相对论质量可能是更相关的数量。

$\Omega$ $\Omega_{stars}$ $\Omega$

— esh屋
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