Shimmering gravitons in the gamma-ray sky
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68378271%3A_____%2F23%3A00574596" target="_blank" >RIV/68378271:_____/23:00574596 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://hdl.handle.net/11104/0348535" target="_blank" >https://hdl.handle.net/11104/0348535</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1088/1475-7516/2023/06/019" target="_blank" >10.1088/1475-7516/2023/06/019</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Shimmering gravitons in the gamma-ray sky
Popis výsledku v původním jazyce
What is the highest energy at which gravitons can be observed? We address this question by studying graviton-to-photon conversion - the inverse-Gertsenshtein effect - in the magnetic field of the Milky Way. We find that above ~ 1 PeV the effective photon mass grows large enough to quench the conversion rate. For sub-PeV energies, the induced photon flux is comparable to the sensitivity of LHAASO to a diffuse γ-ray background, but only for graviton abundances of order Ωgw h0^2 ~ 1. In the future, owing to a better understanding of γ-ray backgrounds, larger effective areas and longer observation times, sub-PeV shimmering gravitons with a realistic abundance of Ωgw h0^2 ~ 0.01 could be detected. We show how such a large abundance is achieved in a cosmologically-motivated scenario of post-recombination superheavy dark matter decay. Therefore, the sub-PeV range might be the ultimate energy frontier at which gravitons can be observed.
Název v anglickém jazyce
Shimmering gravitons in the gamma-ray sky
Popis výsledku anglicky
What is the highest energy at which gravitons can be observed? We address this question by studying graviton-to-photon conversion - the inverse-Gertsenshtein effect - in the magnetic field of the Milky Way. We find that above ~ 1 PeV the effective photon mass grows large enough to quench the conversion rate. For sub-PeV energies, the induced photon flux is comparable to the sensitivity of LHAASO to a diffuse γ-ray background, but only for graviton abundances of order Ωgw h0^2 ~ 1. In the future, owing to a better understanding of γ-ray backgrounds, larger effective areas and longer observation times, sub-PeV shimmering gravitons with a realistic abundance of Ωgw h0^2 ~ 0.01 could be detected. We show how such a large abundance is achieved in a cosmologically-motivated scenario of post-recombination superheavy dark matter decay. Therefore, the sub-PeV range might be the ultimate energy frontier at which gravitons can be observed.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10303 - Particles and field physics
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2023
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
ISSN
1475-7516
e-ISSN
1475-7516
Svazek periodika
2023
Číslo periodika v rámci svazku
6
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
14
Strana od-do
019
Kód UT WoS článku
001025516000006
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85162267990