محاسبه چگالی جرمی ماده تاریک در زمان حاضر و بررسی قیود مربوط به سطح مقطع و جرم سکون آن

در این رساله، هدف بررسی سطح مقطع ذرات فرضی تشکیل دهنده ماده تاریک است که در آن ماده تاریک را با یک توزیع یکنواخت در نظر گرفته و معادله فراوانی را برای آن نوشته ایم. با حل معادله فراوانی ماده تاریک قیودی روی جرم و سطح مقطع این ماده قرار دادیم به گونه ای که تعارضی با مشاهدات نداشته باشد. تخمین این مقادیر ما را در آشکارسازی بهتر این ماده یاری می کند. چارچوبی که برای انجام این محاسبات انتخاب کردیم، تولید ذرات ماده تاریک در یک محیط بسیار گرم در جهان اولیه و در تعادل گرمایی است که به محض اینکه جهان سرد می شود، تعداد ذرات ماده تاریک کاهش می یابد تا جایی که دما به جرم آن ها تقلیل پیدا می کند. با کاهش دما سرانجام به دوره ای می رسیم که گاز ماده تاریک آنقدر رقیق می شود که ذرات ماده تاریک یکدیگر را پیدا نمی کنند تا با یکدیگر نابود شوند و واجفتیده می شوند و تعداد آن ها به طور مجانبی به یک عدد ثابت نزدیک می شود.