Perpustakaan Digital ITB
Model cold dark matter (CDM) sebagai model standar materi gelap berhasil
menjelaskan pembentukan struktur skala besar di alam semesta. Namun, model
CDM memiliki beberapa masalah pada skala kecil seperti galaksi (smallscale
problems). Salah satu solusi yang umum diusulkan untuk small-scale
problems adalah model materi gelap alternatif selain CDM, seperti fuzzy dark
matter (FDM) yang memodelkan partikel materi gelap ultra-ringan dan selfinteracting
dark matter (SIDM) yang mengakomodasi interaksi antarpartikel
materi gelap. Model FDM dan SIDM memodifikasi profil bagian dalam halo
standar NFW (Navarro-Frenk-White) dengan profil inti soliton dan inti isotermal
yang berdensitas konstan. Model FDM dan SIDM dikarakterisasi oleh
parameter fisis yang berbeda, yaitu massa partikel untuk FDM dan crosssection
hamburan interaksi per satuan massa partikel untuk SIDM.
Pada pekerjaan Tesis ini dilakukan dekomposisi kurva rotasi galaksi katai
dari katalog SPARC dan LITTLE THINGS in 3D dengan menggunakan
metode Markov Chain Monte Carlo (MCMC) untuk memperoleh nilai dan
kendala untuk parameter massa partikel FDM dan cross-section hamburan interaksi
per satuan massa partikel SIDM. Berdasarkan analisis BIC, profil halo
SIDM menjadi model terbaik bagi sembilan galaksi, model FDM bagi lima
galaksi, dan model NFW hanya bagi satu galaksi. Diperoleh kendala massa
partikel FDM dalam rentang 1?: mFDM = 0, 483+0,803
?0,332 × 10?22 eV, yang overlap
dengan kendala yang diperoleh dari pekerjaan sejenis namun bertentangan
dengan hasil pengamatan yang menggunakan objek selain galaksi. Sementara
itu, didapat kendala ?/m? SIDM dalam rentang 1?: ?/m? = 3, 055+0,237
?0,224cm2/g
sesuai dengan pekerjaan serupa, namun belum bisa memberikan argumen mengenai
kebergantungan ?/m? terhadap kecepatan tumbukan rata-rata. Baik
radius inti soliton FDM maupun radius inti isotermal SIDM berkorelasi positif
dengan radius efektif galaksi lewat interaksi gravitasi, namun korelasi tersebut
tidak sederhana karena ada faktor lain yang berpengaruh, seperti massa
partikel FDM dan ?/m? SIDM. Model FDM dan SIDM dengan profil inti materi
gelap lebih bisa cocok dengan data kurva rotasi yang bervariasi dibanding
model NFW,sehingga menghasilkan fraksi materi gelap yang lebih bervariasi juga