Stochastische Wellen-dunkle Materie mit dem Fermi-LAT γ-Strahlen-Pulsar-Zeitsystem

Zusammenfassung Pulsar-Zeitsysteme (PTAs) können Störungen im Gefüge der Raumzeit auf galaktischer Ebene erkennen, indem sie die Ankunftszeiten von Pulsierungen millisekundenpulsar (MSPs) überwachen. Jüngste Fortschritte haben die Nutzung von γ-Strahlung, die von MSPs emittiert wird, zusätzlich zu Radiowellen für PTA-Experimente ermöglicht. Wellen-dunkle Materie (DM), eine prominente Klasse von DM-Kandidaten, kann mit PTAs aufgrund ihrer periodischen Störungen des Raumzeitmetriks nachgewiesen werden. In dieser Mitteilung führen wir eine erste Analyse durch, die das γ-Strahlen-PTA zur Detektion der ultraleichten axionartigen Wellen-DM anwendet, basierend auf den Daten des Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT). Trotz ihrer viel kleineren Sammeloberfläche zeigt das Fermi-LAT γ-Strahlen-PTA ein vielversprechendes Sensitivitätspotential. Wir zeigen, dass die oberen Grenzen, die nicht weit von den speziellen Radio-PTA-Projekten entfernt sind, erreicht werden können. Darüber hinaus beginnen wir eine Kreuzkorrelationsanalyse mit den Daten von zwei Fermi-LAT-Pulsaren. Die Kreuzkorrelation der Phasen, die wichtige Informationen zur Quelle der Störungen der Raumzeit enthält, wurde in den bestehenden Datenanalysen zur Wellen-DM-Detektion mit PTAs ignoriert. Unsere Analyse zeigt, dass die Berücksichtigung dieser Informationen die Empfindlichkeit gegenüber Wellen-DM um ≳50% bei Massen unter 10 −23 eV verbessern kann.