Skip to main content

Research Repository

Advanced Search

Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation

Abdalla, H.; Abe, H.; Acero, F.; Acharyya, A.; Adam, R.; Agudo, I.; Aguirre-Santaella, A.; Alfaro, R.; Alfaro, J.; Alispach, C.; Aloisio, R.; Batista, R. Alves; Amati, L.; Amato, E.; Ambrosi, G.; Angüner, E.O.; Araudo, A.; Armstrong, T.; Arqueros, F.; Arrabito, L.; Asano, K.; Ascasíbar, Y.; Ashley, M.; Backes, M.; Balazs, C.; Balbo, M.; Balmaverde, B.; Larriva, A. Baquero; Martins, V. Barbosa; Barkov, M.; Baroncelli, L.; de Almeida, U. Barres; Barrio, J.A.; Batista, P.-I.; González, J. Becerra; Becherini, Y.; Beck, G.; Tjus, J. Becker; Belmont, R.; Benbow, W.; Bernardini, E.; Berti, A.; Berton, M.; Bertucci, B.; Beshley, V.; Bi, B.; Biasuzzi, B.; Biland, A.; Bissaldi, E.; Biteau, J.; Blanch, O.; Bocchino, F.; Boisson, C.; Bolmont, J.; Bonanno, G.; Arbeletche, L. Bonneau; Bonnoli, G.; Bordas, P.; Bottacini, E.; Böttcher, M.; Bozhilov, V.; Bregeon, J.; Brill, A.; Brown, A.M.; Bruno, P.; Bruno, A.; Bulgarelli, A.; Burton, M.; Buscemi, M.; Caccianiga, A.; Cameron, R.; Capasso, M.; Caprai,...

Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation Thumbnail


Authors

H. Abdalla

H. Abe

F. Acero

R. Adam

I. Agudo

A. Aguirre-Santaella

R. Alfaro

J. Alfaro

C. Alispach

R. Aloisio

R. Alves Batista

L. Amati

E. Amato

G. Ambrosi

E.O. Angüner

A. Araudo

T. Armstrong

F. Arqueros

L. Arrabito

K. Asano

Y. Ascasíbar

M. Ashley

M. Backes

C. Balazs

M. Balbo

B. Balmaverde

A. Baquero Larriva

V. Barbosa Martins

M. Barkov

L. Baroncelli

U. Barres de Almeida

J.A. Barrio

P.-I. Batista

J. Becerra González

Y. Becherini

G. Beck

J. Becker Tjus

R. Belmont

W. Benbow

E. Bernardini

A. Berti

M. Berton

B. Bertucci

V. Beshley

B. Bi

B. Biasuzzi

A. Biland

E. Bissaldi

J. Biteau

O. Blanch

F. Bocchino

C. Boisson

J. Bolmont

G. Bonanno

L. Bonneau Arbeletche

G. Bonnoli

P. Bordas

E. Bottacini

M. Böttcher

V. Bozhilov

J. Bregeon

A. Brill

A.M. Brown

P. Bruno

A. Bruno

A. Bulgarelli

M. Burton

M. Buscemi

A. Caccianiga

R. Cameron

M. Capasso

M. Caprai

A. Caproni

R. Capuzzo-Dolcetta

P. Caraveo

R. Carosi

A. Carosi

S. Casanova

E. Cascone

D. Cauz

K. Cerny

M. Cerruti

P. Chadwick

S. Chaty

A. Chen

M. Chernyakova

G. Chiaro

A. Chiavassa

L. Chytka

V. Conforti

F. Conte

J.L. Contreras

J. Coronado-Blazquez

J. Cortina

A. Costa

H. Costantini

S. Covino

P. Cristofari

O. Cuevas

F. D'Ammando

M.K. Daniel

J. Davies

F. Dazzi

A. De Angelis

M. de Bony de Lavergne

V. De Caprio

R. de Cássia dos Anjos

E.M. de Gouveia Dal Pino

B. De Lotto

D. De Martino

M. de Naurois

E. de Oña Wilhelmi

F. De Palma

V. de Souza

C. Delgado

R. Della Ceca

D. della Volpe

D. Depaoli

T. Di Girolamo

F. Di Pierro

C. Díaz

C. Díaz-Bahamondes

S. Diebold

A. Djannati-Ataï

A. Dmytriiev

A. Domínguez

A. Donini

D. Dorner

M. Doro

J. Dournaux

V.V. Dwarkadas

J. Ebr

C. Eckner

S. Einecke

T.R.N. Ekoume

D. Elsässer

G. Emery

C. Evoli

M. Fairbairn

D. Falceta-Goncalves

S. Fegan

Q. Feng

G. Ferrand

E. Fiandrini

A. Fiasson

V. Fioretti

L. Foffano

M.V. Fonseca

L. Font

G. Fontaine

F.J. Franco

L. Freixas Coromina

S. Fukami

Y. Fukazawa

Y. Fukui

D. Gaggero

G. Galanti

V. Gammaldi

E. Garcia

M. Garczarczyk

D. Gascon

M. Gaug

A. Gent

A. Ghalumyan

G. Ghirlanda

F. Gianotti

M. Giarrusso

G. Giavitto

N. Giglietto

F. Giordano

J. Glicenstein

P. Goldoni

J.M. González

K. Gourgouliatos

T. Grabarczyk

P. Grandi

J. Granot

D. Grasso

J. Green

J. Grube

O. Gueta

S. Gunji

A. Halim

M. Harvey

T. Hassan Collado

K. Hayashi

M. Heller

S. Hernández Cadena

O. Hervet

J. Hinton

N. Hiroshima

B. Hnatyk

R. Hnatyk

D. Hoffmann

W. Hofmann

J. Holder

D. Horan

J. Hörandel

P. Horvath

T. Hovatta

M. Hrabovsky

D. Hrupec

G. Hughes

M. Hütten

M. Iarlori

T. Inada

S. Inoue

A. Insolia

M. Ionica

M. Iori

M. Jacquemont

M. Jamrozy

P. Janecek

I. Jiménez Martínez

W. Jin

I. Jung-Richardt

J. Jurysek

P. Kaaret

V. Karas

S. Karkar

N. Kawanaka

D. Kerszberg

B. Khélifi

R. Kissmann

J. Knödlseder

Y. Kobayashi

K. Kohri

N. Komin

A. Kong

K. Kosack

H. Kubo

N. La Palombara

G. Lamanna

R.G. Lang

J. Lapington

P. Laporte

J. Lefaucheur

M. Lemoine-Goumard

J. Lenain

F. Leone

G. Leto

F. Leuschner

E. Lindfors

S. Lloyd

T. Lohse

S. Lombardi

F. Longo

A. Lopez

M. López

R. López-Coto

S. Loporchio

F. Lucarelli

P.L. Luque-Escamilla

E. Lyard

C. Maggio

A. Majczyna

M. Makariev

M. Mallamaci

D. Mandat

G. Maneva

M. Manganaro

G. Manicò

A. Marcowith

M. Marculewicz

S. Markoff

P. Marquez

J. Martí

O. Martinez

M. Martínez

G. Martínez

H. Martínez-Huerta

G. Maurin

D. Mazin

J.D. Mbarubucyeye

D. Medina Miranda

M. Meyer

S. Micanovic

T. Miener

M. Minev

J.M. Miranda

A. Mitchell

T. Mizuno

B. Mode

R. Moderski

L. Mohrmann

E. Molina

T. Montaruli

A. Moralejo

J. Morales Merino

D. Morcuende-Parrilla

A. Morselli

R. Mukherjee

C. Mundell

T. Murach

H. Muraishi

A. Nagai

T. Nakamori

R. Nemmen

J. Niemiec

D. Nieto

M. Nievas

M. Nikolajuk

K. Nishijima

K. Noda

D. Nosek

S. Nozaki

P. O'Brien

Y. Ohira

M. Ohishi

T. Oka

R.A. Ong

M. Orienti

R. Orito

M. Orlandini

E. Orlando

J.P. Osborne

M. Ostrowski

I. Oya

A. Pagliaro

M. Palatka

D. Paneque

F.R. Pantaleo

J.M. Paredes

N. Parmiggiani

B. Patricelli

L. Pavletić

A. Pe'er

M. Pech

M. Pecimotika

M. Peresano

M. Persic

O. Petruk

K. Pfrang

P. Piatteli

E. Pietropaolo

R. Pillera

B. Pilszyk

D. Pimentel

F. Pintore

S. Pita

M. Pohl

V. Poireau

M. Polo

R.R. Prado

J. Prast

G. Principe

N. Produit

H. Prokoph

M. Prouza

H. Przybilski

E. Pueschel

G. Pühlhofer

M.L. Pumo

M. Punch

F. Queiroz

A. Quirrenbach

R. Rando

S. Razzaque

E. Rebert

S. Recchia

P. Reichherzer

O. Reimer

A. Reimer

Y. Renier

T. Reposeur

W. Rhode

D. Ribeiro

M. Ribó

T. Richtler

J. Rico

F. Rieger

V. Rizi

J. Rodriguez

G. Rodriguez Fernandez

J.C. Rodriguez Ramirez

J.J. Rodríguez Vázquez

P. Romano

G. Romeo

M. Roncadelli

J. Rosado

A. Rosales de Leon

G. Rowell

B. Rudak

W. Rujopakarn

F. Russo

I. Sadeh

L. Saha

T. Saito

F. Salesa Greus

D. Sanchez

M. Sánchez-Conde

P. Sangiorgi

H. Sano

M. Santander

E.M. Santos

A. Sanuy

S. Sarkar

F.G. Saturni

U. Sawangwit

A. Scherer

B. Schleicher

P. Schovanek

F. Schussler

U. Schwanke

E. Sciacca

S. Scuderi

M. Seglar Arroyo

O. Sergijenko

M. Servillat

K. Seweryn

A. Shalchi

P. Sharma

R.C. Shellard

H. Siejkowski

A. Sinha

V. Sliusar

A. Slowikowska

A. Sokolenko

H. Sol

A. Specovius

S. Spencer

D. Spiga

A. Stamerra

S. Stanič

R. Starling

T. Stolarczyk

U. Straumann

J. Strišković

Y. Suda

P. Świerk

G. Tagliaferri

H. Takahashi

M. Takahashi

F. Tavecchio

L. Taylor

L.A. Tejedor

P. Temnikov

R. Terrier

T. Terzic

V. Testa

W. Tian

L. Tibaldo

D. Tonev

D.F. Torres

E. Torresi

L. Tosti

N. Tothill

G. Tovmassian

P. Travnicek

S. Truzzi

F. Tuossenel

G. Umana

M. Vacula

V. Vagelli

M. Valentino

B. Vallage

P. Vallania

C. van Eldik

G.S. Varner

V. Vassiliev

M. Vázquez Acosta

M. Vecchi

J. Veh

S. Vercellone

S. Vergani

V. Verguilov

G.P. Vettolani

A. Viana

C.F. Vigorito

V. Vitale

S. Vorobiov

I. Vovk

T. Vuillaume

S.J. Wagner

R. Walter

J. Watson

M. White

R. White

R. Wiemann

A. Wierzcholska

M. Will

D.A. Williams

R. Wischnewski

A. Wolter

R. Yamazaki

S. Yanagita

L. Yang

T. Yoshikoshi

M. Zacharias

G. Zaharijas

D. Zaric

M. Zavrtanik

D. Zavrtanik

A.A. Zdziarski

A. Zech

H. Zechlin

V.I. Zhdanov

M. Živec



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.

Citation

Abdalla, H., Abe, H., Acero, F., Acharyya, A., Adam, R., Agudo, I., …Živec, M. (2021). Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2021(02), Article 048. https://doi.org/10.1088/1475-7516/2021/02/048

Journal Article Type Article
Acceptance Date Dec 30, 2020
Online Publication Date Feb 23, 2021
Publication Date 2021-02
Deposit Date Aug 18, 2021
Publicly Available Date Mar 29, 2024
Journal Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
Publisher IOP Publishing
Peer Reviewed Peer Reviewed
Volume 2021
Issue 02
Article Number 048
DOI https://doi.org/10.1088/1475-7516/2021/02/048

Files

Accepted Journal Article (2.4 Mb)
PDF

Publisher Licence URL
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Copyright Statement
This is the Accepted Manuscript version of an article accepted for publication in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. IOP Publishing Ltd is not responsible for any errors or omissions in this version of the manuscript or any version derived from it. The Version of Record is available online at https://doi.org/10.1088/1475-7516/2021/02/048.




You might also like



Downloadable Citations