Abstract
The Cherenkov Telescope Array (CTA), the new-generation ground-based observatory for γ astronomy, provides unique capabilities to address significant open questions in astrophysics, cosmology, and fundamental physics. We study some of the salient areas of γ cosmology that can be explored as part of the Key Science Projects of CTA, through simulated observations of active galactic nuclei (AGN) and of their relativistic jets. Observations of AGN with CTA will enable a measurement of γ absorption on the extragalactic background light with a statistical uncertainty below 15% up to a redshift z=2 and to constrain or detect γ halos up to intergalactic-magnetic-field strengths of at least 0.3 pG . Extragalactic observations with CTA also show promising potential to probe physics beyond the Standard Model. The best limits on Lorentz invariance violation from γ astronomy will be improved by a factor of at least two to three. CTA will also probe the parameter space in which axion-like particles could constitute a significant fraction, if not all, of dark matter. We conclude on the synergies between CTA and other upcoming facilities that will foster the growth of γ cosmology.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 048 |
| Pages (from-to) | 048 |
| Number of pages | 1 |
| Journal | Journal of Cosmology and Astroparticle Physics |
| Volume | 2021 |
| Issue number | 2 |
| DOIs | |
| State | Published - Feb 2021 |
Bibliographical note
Funding Information:The Advanced Imaging Center is a facility jointly supported by the Gordon and Betty Moore Foundation and the Howard Hughes Medical Institute.
Funding Information:
This work is supported by a grant to I.P. from the Swedish Research Council (2015-04764).
Publisher Copyright:
© 2021 IOP Publishing Ltd and Sissa Medialab.
Keywords
- Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena
- Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
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Dive into the research topics of 'Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Vol. 2021, No. 2, 048, 02.2021, p. 048.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
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T1 - Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation
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N1 - Publisher Copyright: © 2021 IOP Publishing Ltd and Sissa Medialab.
PY - 2021/2
Y1 - 2021/2
N2 - The Cherenkov Telescope Array (CTA), the new-generation ground-based observatory for γ astronomy, provides unique capabilities to address significant open questions in astrophysics, cosmology, and fundamental physics. We study some of the salient areas of γ cosmology that can be explored as part of the Key Science Projects of CTA, through simulated observations of active galactic nuclei (AGN) and of their relativistic jets. Observations of AGN with CTA will enable a measurement of γ absorption on the extragalactic background light with a statistical uncertainty below 15% up to a redshift z=2 and to constrain or detect γ halos up to intergalactic-magnetic-field strengths of at least 0.3 pG . Extragalactic observations with CTA also show promising potential to probe physics beyond the Standard Model. The best limits on Lorentz invariance violation from γ astronomy will be improved by a factor of at least two to three. CTA will also probe the parameter space in which axion-like particles could constitute a significant fraction, if not all, of dark matter. We conclude on the synergies between CTA and other upcoming facilities that will foster the growth of γ cosmology.
AB - The Cherenkov Telescope Array (CTA), the new-generation ground-based observatory for γ astronomy, provides unique capabilities to address significant open questions in astrophysics, cosmology, and fundamental physics. We study some of the salient areas of γ cosmology that can be explored as part of the Key Science Projects of CTA, through simulated observations of active galactic nuclei (AGN) and of their relativistic jets. Observations of AGN with CTA will enable a measurement of γ absorption on the extragalactic background light with a statistical uncertainty below 15% up to a redshift z=2 and to constrain or detect γ halos up to intergalactic-magnetic-field strengths of at least 0.3 pG . Extragalactic observations with CTA also show promising potential to probe physics beyond the Standard Model. The best limits on Lorentz invariance violation from γ astronomy will be improved by a factor of at least two to three. CTA will also probe the parameter space in which axion-like particles could constitute a significant fraction, if not all, of dark matter. We conclude on the synergies between CTA and other upcoming facilities that will foster the growth of γ cosmology.
KW - Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena
KW - Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
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U2 - 10.1088/1475-7516/2021/02/048
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M3 - ???researchoutput.researchoutputtypes.contributiontojournal.article???
AN - SCOPUS:85103064424
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VL - 2021
SP - 048
JO - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
JF - Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
IS - 2
M1 - 048
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