Abstract
The Cherenkov Telescopic Array (CTA), the next-generation ground-based gamma-ray observatory, will have unprecedented sensitivity, providing answers to open questions in gamma-ray cosmology and fundamental physics. Using simulations of active galactic nuclei observations foreseen in the CTA Key Science Program, we find that CTA will measure gamma-ray absorption on the extragalactic background light with a statistical error below 15% up to the redshift of 2 and detect or establish limits on gamma halos induced by the intergalactic magnetic field of at least 0.3 pG. Extragalactic observations using CTA also demonstrate the potential for testing physics beyond the Standard Model. The best state-of-the-art constraints on the Lorentz invariance violation from astronomical gamma-ray observations will be improved at least two- to threefold. CTA will also probe the parameter space where axion-like particles can represent a significant proportion – if not all – of dark matter. Joint multiwavelength and multimessenger observations, carried out together with other future observatories, will further foster the growth of gamma-ray cosmology.
Original language | English |
---|---|
Article number | 894 |
Number of pages | 13 |
Journal | Proceedings of Science |
Volume | 395 |
DOIs | |
Publication status | Published - 18 Mar 2022 |
Event | International Cosmic Ray Conference 2021 - Online, Germany Duration: 12 Jul 2021 → 23 Jul 2021 Conference number: 37th https://pos.sissa.it/395/ |
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CTA sensitivity for probing cosmology and fundamental physics with gamma rays. / Vovk, I.; Biteau, J.; Martinez-Huerta, H. et al.
In: Proceedings of Science, Vol. 395, 894, 18.03.2022.Research output: Contribution to journal › Conference article › Research › peer-review
TY - JOUR
T1 - CTA sensitivity for probing cosmology and fundamental physics with gamma rays
AU - Vovk, I.
AU - Biteau, J.
AU - Martinez-Huerta, H.
AU - Meyer, M.
AU - Pita, S.
AU - Abdalla, H.
AU - Abe, H.
AU - Acero, F.
AU - Acharyya, A.
AU - Adam, R.
AU - Agudo, I.
AU - Aguirre-Santaella, A.
AU - Alfaro, R.
AU - Alfaro, J.
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AU - Aloisio, R.
AU - Batista, R. Alves
AU - Amati, L.
AU - Amato, E.
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AU - Angüner, E. O.
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AU - Arqueros, F.
AU - Arrabito, L.
AU - Asano, K.
AU - Ascasíbar, Y.
AU - Ashley, M.
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AU - Balazs, C.
AU - Balbo, M.
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AU - Baroncelli, L.
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AU - Batista, P. I.
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AU - Becherini, Y.
AU - Beck, G.
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AU - Bertucci, B.
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AU - Bi, B.
AU - Biasuzzi, B.
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AU - Bregeon, J.
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AU - Bruno, P.
AU - Bruno, A.
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AU - Burton, M.
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AU - Cameron, R.
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AU - Caprai, M.
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AU - Capuzzo-Dolcetta, R.
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AU - Carosi, R.
AU - Carosi, A.
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AU - Cauz, D.
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AU - Cerruti, M.
AU - Chadwick, P.
AU - Chaty, S.
AU - Chen, A.
AU - Chernyakova, M.
AU - Chiaro, G.
AU - Chiavassa, A.
AU - Chytka, L.
AU - Conforti, V.
AU - Conte, F.
AU - Contreras, J. L.
AU - Coronado-Blazquez, J.
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AU - Díaz-Bahamondes, C.
AU - Diebold, S.
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AU - Lang, R. G.
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AU - Lemoine-Goumard, M.
AU - Lenain, J.
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AU - Leto, G.
AU - Leuschner, F.
AU - Lindfors, E.
AU - Lloyd, S.
AU - Lohse, T.
AU - the Cherenkov Telescope Array Consortium
N1 - Conference code: 37th
PY - 2022/3/18
Y1 - 2022/3/18
N2 - The Cherenkov Telescopic Array (CTA), the next-generation ground-based gamma-ray observatory, will have unprecedented sensitivity, providing answers to open questions in gamma-ray cosmology and fundamental physics. Using simulations of active galactic nuclei observations foreseen in the CTA Key Science Program, we find that CTA will measure gamma-ray absorption on the extragalactic background light with a statistical error below 15% up to the redshift of 2 and detect or establish limits on gamma halos induced by the intergalactic magnetic field of at least 0.3 pG. Extragalactic observations using CTA also demonstrate the potential for testing physics beyond the Standard Model. The best state-of-the-art constraints on the Lorentz invariance violation from astronomical gamma-ray observations will be improved at least two- to threefold. CTA will also probe the parameter space where axion-like particles can represent a significant proportion – if not all – of dark matter. Joint multiwavelength and multimessenger observations, carried out together with other future observatories, will further foster the growth of gamma-ray cosmology.
AB - The Cherenkov Telescopic Array (CTA), the next-generation ground-based gamma-ray observatory, will have unprecedented sensitivity, providing answers to open questions in gamma-ray cosmology and fundamental physics. Using simulations of active galactic nuclei observations foreseen in the CTA Key Science Program, we find that CTA will measure gamma-ray absorption on the extragalactic background light with a statistical error below 15% up to the redshift of 2 and detect or establish limits on gamma halos induced by the intergalactic magnetic field of at least 0.3 pG. Extragalactic observations using CTA also demonstrate the potential for testing physics beyond the Standard Model. The best state-of-the-art constraints on the Lorentz invariance violation from astronomical gamma-ray observations will be improved at least two- to threefold. CTA will also probe the parameter space where axion-like particles can represent a significant proportion – if not all – of dark matter. Joint multiwavelength and multimessenger observations, carried out together with other future observatories, will further foster the growth of gamma-ray cosmology.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85145441888&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.22323/1.395.0894
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M3 - Conference article
AN - SCOPUS:85145441888
VL - 395
JO - Proceedings of Science
JF - Proceedings of Science
SN - 1824-8039
M1 - 894
T2 - International Cosmic Ray Conference 2021
Y2 - 12 July 2021 through 23 July 2021
ER -