Do We Need Something Beyond Cold Dark Matter?

我们还需要冷暗物质之外的东西吗?

基本信息

  • 批准号:
    2306340
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2026-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The gravitational force holding galaxies together tells us that there is more mass inside galaxies than we can see — an unknown component we call “dark matter.” There is roughly six times as much dark matter as normal matter in the universe. The most recent Report of the Particle Physics Project Prioritization Panel (P5) listed the identification of dark matter as one of the key drivers of projects in this decade. So far, the only clue to the nature of dark matter has come from astronomical observations. There is good evidence that dark matter must be a particle, much like protons. In fact, there could be multiple “dark” particles (like there are protons, neutrons, electrons, etc). If that is the case, those dark particles may interact with each other, much like light interacts with atoms. These interactions could leave an observable imprint on galaxies. To date, a model with dark matter interactions is consistent with all astronomical observations. In this project, scientists at Rutgers University will undertake the largest-ever investigation into how interacting dark matter affects galaxies. The team will use a large set of galaxy simulations to study multiple, independent observables that could reveal whether dark matter has interactions or not. This project will take a major step forward in understanding the properties of dark matter. This work also establishes a program to support and mentor first-year college students (many of whom are likely to be from groups historically underrepresented in STEM) as they transition to being undergraduates. The program will (1) develop a mentoring relationship between students and members of the Rutgers Physics & Astronomy department, (2) utilize cohort building activities to develop the students into a peer support network for each other, (3) introduce the students to basic research tools and get them involved in original research. These three goals have been shown to increase the retention of underrepresented students in science.The research team will use a suite of high resolution, state-of-the art simulations of galaxy formation within both a Cold Dark Matter (CDM) and self-interacting dark matter (SIDM) paradigm. The initial conditions for every galaxy run in CDM will be used to run the same galaxy within SIDM, for a direct comparison of the effect of the dark matter model. The plan is to (1) examine whether CDM or SIDM can reproduce the diverse range of rotation curves observed in real galaxies; (2) directly compare the observed shapes of galaxies with those predicted in CDM vs SIDM; (3) test the resulting central densities, sizes, and stellar stripping of satellites in SIDM relative to CDM; (4) explore supermassive black hole (SMBH) growth and merging in CDM vs SIDM. A strategic advantage of the proposed work is that each test is independent and orthogonal. At the end of the project, our understanding of the observational impact of SIDM will be substantially improved, and direct tests against observational probes will identify whether CDM or SIDM is a viable model.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
将星系聚集在一起的引力告诉我们,星系内部的质量比我们所能看到的要多——我们称之为“暗物质”的未知成分。最新报告中暗物质的数量大约是正常物质的六倍。粒子物理项目优先小组(P5)的将暗物质的识别列为本十年项目的关键驱动因素之一,到目前为止,有关暗物质性质的唯一线索来自天文观测。那个黑暗物质一定是一个粒子,就像质子一样。事实上,可能有多个“暗”粒子(比如质子、中子、电子等),如果是这样的话,这些暗粒子可能会相互作用。迄今为止,暗物质相互作用的模型与所有天文学观测结果都是一致的,罗格斯大学的科学家将对此进行有史以来最大规模的研究。该团队将使用大量的星系模拟来研究多个独立的可观测物体,以揭示暗物质是否具有相互作用。该项目将在了解暗物质的特性方面迈出重要一步。这项工作还建立了一个项目,以支持和指导一年级大学生(其中许多人可能来自历史上在 STEM 领域代表性不足的群体),该项目将 (1) 在学生和学生之间建立指导关系。的成员罗格斯大学物理与天文学系,(2)利用队列建设活动将学生发展为彼此的同伴支持网络,(3)向学生介绍基础研究工具并让他们参与原创研究这三个目标已被证明。研究团队将在冷暗物质(CDM)和自相互作用暗物质(SIDM)范式中使用一套高分辨率、最先进的星系形成模拟.每个星系的初始条件在CDM中运行将用于在SIDM中运行相同的星系,以直接比较暗物质模型的效果。计划是(1)CDM或SIDM是否可以重现在真实星系中观察到的不同范围的旋转曲线。 ; (2) 直接将观测到的星系形状与 CDM 与 SIDM 中预测的星系形状进行比较; (3) 测试 SIDM 相对于 CDM 中所得的卫星中心密度、大小和恒星剥离; CDM 与 SIDM 中的超大质量黑洞 (SMBH) 增长和合并所提议的工作的一个战略优势是,每个测试都是独立且正交的。在项目结束时,我们对 SIDM 观测影响的理解将得到显着提高。针对观测探针的直接测试将确定 CDM 或 SIDM 是否是可行的模型。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查进行评估,被认为值得支持标准。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Alyson Brooks其他文献

The scatter about the ‘Universal’ dwarf spheroidal mass profile: a kinematic study of the M31 satellites And V and And VI
关于“通用”矮球体质量分布的分散:M31 卫星 And V 和 And VI 的运动学研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Collins;S. Chapman;R. Rich;M. Irwin;J. Peñarrubia;R. Ibata;Nobuo Arimoto;Alyson Brooks;A. Ferguson;G. Lewis;A. McConnachie;K. Venn
  • 通讯作者:
    K. Venn
The JWST Resolved Stellar Populations Early Release Science Program. V. DOLPHOT Stellar Photometry for NIRCam and NIRISS
詹姆斯韦伯太空望远镜解决了恒星种群早期发布的科学计划。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    D. Weisz;A. Dolphin;A. Savino;K. McQuinn;M. J. B. Newman;Benjamin F. Williams;N. Kallivayalil;Jay Anderson;Martha L. Boyer;M. Correnti;M. Geha;Karin M. Sandstrom;A. Cole;J. Warfield;E. Skillman;R. E. Cohen;R. Beaton;A. Bressan;A. Bolatto;M. Boylan;Alyson Brooks;James S Bullock;Charlie Conroy;Michael C. Cooper;Julianne J. Dalcanton;A. Dotter;Tobias K. Fritz;C. Garling;M. Gennaro;K. Gilbert;Léo Girardi;Benjamin D. Johnson;L. C. Johnson;J. Kalirai;Evan N. Kirby;Dustin Lang;P. Marigo;H. Richstein;E. Schlafly;E. Tollerud;Andrew Wetzel
  • 通讯作者:
    Andrew Wetzel

Alyson Brooks的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Alyson Brooks', 18)}}的其他基金

Frontera Travel Grant: Milky Way Galaxy Simulation at Unprecedented Resolution
Frontera 旅行补助金:以前所未有的分辨率模拟银河系
  • 批准号:
    2031862
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Looking Out for the Little Guy: A Comprehensive Study of Star Formation in Dwarf Galaxies
寻找小家伙:矮星系恒星形成的综合研究
  • 批准号:
    1813871
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Of Mice and Monsters -- Investigating the Growth of Black Holes in Dwarf Galaxies
合作研究:老鼠和怪物——调查矮星系中黑洞的增长
  • 批准号:
    1813961
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Do We Need Something Beyond Cold Dark Matter?
合作研究:我们还需要冷暗物质之外的东西吗?
  • 批准号:
    1411399
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

断奶仔猪低蛋白质日粮谷氨酰胺需要量及其对肠道屏障功能和氮代谢的影响
  • 批准号:
    32172749
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
越挫越勇还是一蹶不振,胜任需要挫败的“双刃剑”效应及干预策略研究
  • 批准号:
    72001050
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
适应新时代深化改革需要的科学基金行政体系发展规划研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
顺应全球价值链发展需要的WTO改革研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    16 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似海外基金

Utilizing Wrap Around Mentorship and Virtual Reality to Prepare and Sustain STEM Teachers in Rural High-Need Schools
利用环绕式指导和虚拟现实来培养和维持农村高需求学校的 STEM 教师
  • 批准号:
    2344941
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Recruiting, Preparing, and Supporting STEM Professionals as Secondary STEM Teachers in High-Need School Districts in Ohio
招募、准备和支持 STEM 专业人员作为俄亥俄州高需求学区的中学 STEM 教师
  • 批准号:
    2345067
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
多様化する核データ需要に対応するための共鳴の全角運動量測定基盤の構築
构建共振总角动量测量平台,满足核数据多样化需求
  • 批准号:
    24K08311
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
GISを用いた在宅歯科医療サービスの需要と供給に関する疫学研究
利用GIS对家庭牙科护理服务需求和供给进行流行病学研究
  • 批准号:
    24K13277
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
STEM Teacher Effectiveness and Retention in High-Need Schools: Combining Equity & Ecological Frameworks
高需求学校的 STEM 教师效能和保留率:结合公平
  • 批准号:
    2345129
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了