Tópicos sobre Matéria Escura ​(PPGCosmo)

Disciplina ofertada no primeiro semestre de 2021 de forma remota (EARTE)

Ementa

Revisão histórica, dados e princípios observacionais usados para inferir matéria escura: visão geral, modelos de partículas de matéria escura, matéria escura no contexto de gravitação modificada, halos de matéria escura, inferência de matéria escura a partir de galáxias e aglomerados de galáxias: dinâmica interna e lentes gravitacionais, inferência de matéria escura a partir de dados cosmológicos. Experimentos recentes e futuros sobre detecção de matéria escura.

Programa

  • Introdução geral 
  • Teorema do virial e a aplicação de Zwicky para aglomerados de galáxias
  • Curvas de rotação de galáxias: princípios e modelagem analítica ou semi-analítica através de:
    • Superposição de cascas elípticas (homoeoids)
    • Integrais elípticas
    • Funções de Bessel
  • Massa via dados de raio-X: introdução
  • Massa via lentes fracas e lentes fortes: introdução
  • Equações de Jeans e suas degenerescências: aplicações para galáxias e aglomerados de galáxias
  • Combinações de dados cinemáticos com lentes: determinação de parâmetros pós-Newtonianos?
  • Cosmologia e formação de estruturas:  necessidade de matéria escura
  • Possibilidades bariônicas de matéria escura: MACHOS et al.
  • Breve introdução à matéria escura como partículas
  • Partículas como reliquias térmicas e o "WIMP miracle".
  • Extensões de relatividade geral e impactos para matéria escura
  • Artigos atuais

Bibliografia

  • S. Profumo - An introduction to particle dark matter
  • Mo, Bosch, White - Galaxy Formation and evolution
  • Binney, Tremaine - Galaxy Dynamics
  • K. Freeman, G. McNamara - In search of dark matter (*)
  • Sanders - The dark matter problem (*)
  • Bauer, Plehn - Yet another introduction to particle dark matter
  • Essig, Feng, Zurek - Illuminating Dark Matter
  • Artigos a serem indicados
​As referências marcadas com (*) são mais qualitativas.