S'abonner

Gamma rays as probes of the Universe - 23/06/16

Doi : 10.1016/j.crhy.2016.04.006 
Dieter Horns a, , Agnieszka Jacholkowska b,
a Universität Hamburg, Institut für Experimentalphysik, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg, Germany 
b LPNHE, Université Pierre-et-Marie-Curie (Paris-6), Université Paris-Diderot (Paris-7), CNRS/IN2P3, 4, place Jussieu, 75252 Paris cedex 05, France 

Corresponding authors.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

pages 17
Iconographies 5
Vidéos 0
Autres 0

Abstract

The propagation of γ rays over very large distances provides new insights on the intergalactic medium and on fundamental physics. On their path to the Earth, γ rays can annihilate with diffuse infrared or optical photons of the intergalactic medium, producing   pairs. The density of these photons is poorly determined by direct measurements due to significant galactic foregrounds. Studying the absorption of γ rays from extragalactic sources at different distances allows the density of low-energy diffuse photons to be measured. Gamma-ray propagation may also be affected by new phenomena predicted by extensions of the Standard Model of particle physics. Lorentz Invariance is violated in some models of Quantum Gravity, leading to an energy-dependent speed of light in vacuum. From differential time-of-flight measurements of the most distant γ-ray bursts and of flaring active galactic nuclei, lower bounds have been set on the energy scale of Quantum Gravity. Another effect that may alter γ-ray propagation is predicted by some models of String Theory, namely the mixing of the γ ray with a light fundamental boson called an “axion-like particle”, which does not interact with low-energy photons. Such a mixing would make the Universe more transparent to γ rays than what would otherwise be, in a sense it decreases the amount of modification to the spectrum that comes from the extragalactic background light. The present status of the search for all these phenomena in γ-ray astronomy is reviewed.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

La propagation des photons γ sur de très grandes distances nous permet de sonder le milieu intergalactique et fournit des tests de physique fondamentale. Au cours de leur chemin vers la Terre, ceux-ci peuvent s'annihiler avec les photons infrarouges et optiques du milieu intergalactique, produisant ainsi des paires  . L'absorption des photons γ émis par des sources extragalactiques à différentes distances permet de mesurer ce fond diffus, par ailleurs très mal connu par des mesures directes en raison des importants rayonnements d'avant-plan dus à la Galaxie. La propagation des photons γ peut aussi être affectée par de nouveaux phénomènes prédits par des extensions du modèle standard de la physique des particules. L'invariance de Lorentz est violée dans certains modèles de gravité quantique où la vitesse de la lumière dans le vide varie avec l'énergie du photon γ. Les mesures différentielles de temps de vol sur les sursauts γ et sur les éruptions de noyaux actifs de galaxie ont permis d'obtenir des bornes inférieures sur l'échelle d'énergie de la gravité quantique. Un autre effet pouvant affecter la propagation des photons γ est prédit par des modèles de la théorie des cordes. Il s'agit du mélange quantique entre le photon et une particule légère de type « axion », qui n'interagit pas avec les photons infrarouge et optiques. En diminuant dans les spectres l'empreinte de l'absorption par le fond diffus, ce mélange rendrait l'Univers plus transparent que prévu aux photons γ. L'article présente l'état actuel des recherches sur l'ensemble de ces phénomènes en astronomie γ

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Gamma rays, Extragalactic background light, Lorentz invariance violation, Axion-like particles

Mots-clés : Rayons gamma, Fond extragalactique infrarouge et optique, Violation de l'invariance de Lorentz, Axions


Plan


© 2016  Académie des sciences. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 17 - N° 6

P. 632-648 - juin 2016 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Gamma-ray bursts at high and very high energies
  • Frédéric Piron
| Article suivant Article suivant
  • High-energy gamma-ray sources of cosmological origin
  • Pierre Brun, Johann Cohen-Tanugi

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’achat d’article à l’unité est indisponible à l’heure actuelle.

Déjà abonné à cette revue ?

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2024 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.