Dark matter in the Universe has become one of the most exciting and central fields of astrophysics, particle physics and cosmology. The lectures and talks in this book emphasize the experimental and theoretical status and perspectives of the ongoing search for dark matter, and the future potential of the field into the next millennium, stressing in particular the interplay between astro- and particle physics. TOC: From the contents: Astronomical Evidence for Dark Matter.- Cosmology and the Early Universe.- Beyond the Standard Model.- Gravitational Lensing and Baryonic Dark Matter.- Hot Dark Matter - Neutrino Masses: Phenomenology and Experiments.- Direct Dark Matter Detection.- Indirect Dark Matter Searches.
KlappentextThis book contains the Proceedings of the Fourth International Conference on Particle Physics Beyond the Standard Model - BEYOND THE DESERT 2003. Emphasis at BEYOND03 was put on supergravity, which had its twentieth birthday that year, on neutrino physics and dark matter search, and on gravitation and cosmology, and some other very important fields. The book resents a timely and valuable overview of the status and future potential and trends in theoretical and experimental particle physics, in the complementary sectors of accelerator, non-accelerator and space physics.
In recent years, particle physics and astrophysics have become increasingly interdependent. High-energy particle physics experiments are challenging and costly to conduct in traditional laboratories, revealing that cosmic sources and accelerators can facilitate experiments unattainable on Earth. Concurrently, astrophysicists recognize that a grasp of particle physics is crucial for explaining various phenomena, including dark matter, solar neutrinos, and cosmic rays, as well as for detailing the early universe. This interdisciplinary climate has led to a rise in researchers crossing traditional boundaries to explore what is now known as Particle Astrophysics. This book serves as a specialized follow-up to a previous work by one of the authors, offering a graduate-level exploration of particle astrophysics. It presents an introductory examination of the connection between the microcosm (particles) and the macrocosm (Universe). The text covers a wide range of theoretical concepts while also detailing the latest experimental and observational evidence in the field. As such, it will be an invaluable resource for anyone entering the subject from either particle physics or astrophysics.
KlappentextWichtige Fragen der Teilchenphysik jenseits der Möglichkeiten moderner Beschleuniger lassen sich durch Nicht-Beschleuniger-Experimente angehen. Andere wiederum hängen mit der Entwicklung des früheren Universums und der Kosmologie zusammen. In diesem Buch werden die sich so ergebenden Möglichkeiten, zum Verständnis der Physik der Elementarteilchen beizutragen, diskutiert. Das Buch gibt damit zugleich einen Einblick in aktuelle Aspekte der modernen Physik. Hervorgegangen aus Seminaren an der Universität Heidelberg, wendet sich das Buch an Physikstudenten mittlerer Semester, aber auch an Leser, die sich allgemein für aktuelle Fragen der modernen Physik interessieren, insbesondere für die engen Zusammenhänge zwischen der Kern-, Teilchen- und Astrophysik.
In den letzten Jahrzehnten hat die Teilchen- und Kosmologie eine explosive Entwicklung durchlaufen. Die Teilchenphysik hat sich als entscheidend für ein tieferes Verständnis des Universums erwiesen. Die Theorien der Großen Vereinigung der Kräfte ermöglichen es, das frühe Universum bis zu den frühesten Zeitpunkten zurückzuverfolgen. Gleichzeitig treten in astrophysikalischen und kosmologischen Prozessen Energien auf, die in Beschleunigern nicht erreichbar sind und die möglicherweise die Realisierung exotischer teilchentheoretischer Vorhersagen wie Baryogenese, Inflation und die Produktion exotischer Teilchen wie Monopole und kosmische Strings erlaubten. Supersymmetrische Teilchen (Neutralinos) könnten kalte dunkle Materie erklären und die neu beobachtbare großräumige Struktur des Universums verständlich machen. Neutrinos gelten als Kandidaten für heiße dunkle Materie und beeinflussen Supernova-Explosionen. Astrophysikalische Neutrinoquellen helfen, deren Eigenschaften zu bestimmen, die für die Struktur der Elementarteilchen-Theorien entscheidend sind. Zudem sondieren astrophysikalisch erzeugte Axionen das starke CP-Problem der QCD. Ein neues Forschungsgebiet, die Teilchenastrophysik, versucht von zwei Seiten, fundamentale Probleme der modernen Physik zu lösen. Das enorme Wachstum in diesem Bereich erschwert es Anfängern zunehmend, der Entwicklung über die Fachliteratur zu folgen.
