13ª Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Otimização de buscas indiretas de matéria escura com o Cherenkov Telescope Array CTA

21 de ago. de 2023 10:30

1h 30m

Salão de Eventos USP

Prêmio YPM 10h30 - 12h00

Descrição

A natureza da matéria escura (DM) tornou-se um dos mistérios mais atraentes da física de partículas e da astrofísica e cosmologia. Neste projeto, propomos investigar o potencial do Telescópio Cherenkov Array (CTA) para a detecção indireta de DM a partir de um sinal de raios gama produzido pela aniquilação ou decaimento das partículas de matéria escura . (1) Existem dois alvos astrofísicos que despertam grande interesse quando se trata da detecção indireta de DM: o Centro Galáctico (GC) e as Galáxias Anãs. Sobre o primeiro, devido à sua alta densidade de matéria escura e relativa proximidade, espera-se que seja a fonte mais brilhante de raios gama do céu resultantes da aniquilação ou decaimento de matéria escura. Assim, é necessário investigar o GC como um alvo promissor para a detecção indireta de DM. No entanto, também é essencial considerar o forte ruído de fundo de outras fontes astrofísicas nesta região. (2) Portanto, este projeto concentra-se na modelagem astrofísica do sinal de DM e de fundos no GC. O principal objetivo será o desenvolvimento de métodos e técnicas para desvendar as fontes que se sobrepõem lá, a fim de detectar e caracterizar a componente de DM. Neste projeto, utilizaremos o software gammapy a fim de calcular o fluxo esperado de raios gama provenientes de aniquilação de matéria escura na região do Centro Galáctico para diferentes canais. (3) Também visamos calcular o J-factor para o GC e a sensitividade esperada para a configuração de telescópios inicial do CTA. A ideia é encontrar o método ideal que será usado com o CTA quando os dados estiverem disponíveis, além de obter resultados que possam melhorar as restrições no espaço de parâmetros para um ou mais modelos de matéria escura.

Referências

1 CTA CONSORTIUM (org.). Science with the Cherenkov Telescope Array. New Jersey: World Cientific, 2017. 364 p. DOI: https://doi.org/10.1142/10986.

2 ACKERMANN, M. et al. The Fermi Galactic Center GeV excess and implications for dark matter. Astrophysical Journal, v. 840, n. 1, p. 43-1-43-34, 2017.

3 DEIL, C. et al. Gammapy: a prototype for the CTA science tools. In: INTERNATIONAL COSMIC RAY CONFERENCE, 35., 2017, Busan. Proceedings [...]. Trieste: Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati - SISSA, 2018. v. 391, p. 776-1-776-8. DOI: https://doi.org/10.22323/1.301.0766.