宇宙剪切与弥漫伽马射线发射互相关中暗物质探测的层析 - 光谱方法
宇宙学与河外天体物理
2015-11-25 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们最近提出将弥漫 extragalactic 伽马射线背景与宇宙剪切的引力透镜信号进行互相关。这代表了一种搜索湮灭或衰变粒子暗物质 (DM) 候选者的新颖且有前景的策略。在本工作中，我们展示了层析 - 光谱方法的潜力：在单独的红移和能量 bin 中测量互相关性显著提高了对 DM 信号的灵敏度。事实上，这里提出的技术利用了天体物理成分和 DM 成分随红移的不同标度，同时也利用了它们不同的能谱和不同的角延展。即使 DM 诱导的发射相当微弱，对粒子 DM 信号的灵敏度也极具前景。我们首先量化了通过将 Fermi 大型面积望远镜 (LAT) 弥漫伽马射线背景与 Dark Energy Survey 预期的宇宙剪切进行互相关来探测 DM 的前景。在显著子晕增强的假设下，如果 DM 粒子质量轻于 300 GeV 且具有热湮灭率，此类测量可实现 5-sigma 的 DM 探测。随后，我们预测了欧洲空间局 Euclid 卫星（计划于 2020 年发射）与一台假设的未来伽马射线探测器（其规格略优于当前望远镜）结合的能力。我们预测，即使对于中等子晕增强，对于高达几百 GeV 的 DM 质量和热湮灭率，它们数据的互相关将允许以 1.5-2 倍的 uncertainty 测量 DM 质量。
引用
@article{arxiv.1411.4651,
title = {Tomographic-spectral approach for dark matter detection in the cross-correlation between cosmic shear and diffuse gamma-ray emission},
author = {Stefano Camera and Mattia Fornasa and Nicolao Fornengo and Marco Regis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.4651},
year = {2015}
}
备注
48 pages, 19 figures, 4 tables; version published on JCAP