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Fermi. Gamma-Ray Space Telescope. Andreas Kornmayer 19.12.08. Gliederung. Geschichte der Gamma-Astronomie EGRET- Excess Das Neutralino Neutralino Annihilation Kosmologisches Modell Interpretation Folgen Fermi ( Gamma Ray Space Telescope ) GBM LAT Vergleich: EGRET und LAT

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Presentation Transcript

  1. Fermi Gamma-Ray Space Telescope Andreas Kornmayer 19.12.08

  2. Gliederung • Geschichte der Gamma-Astronomie • EGRET-Excess • Das Neutralino • Neutralino Annihilation • Kosmologisches Modell • Interpretation • Folgen • Fermi ( Gamma Ray Space Telescope) • GBM • LAT • Vergleich: EGRET und LAT • Aussichten

  3. Geschichte der Gamma-Astronomie • 1950er: Vorhersagen über Gammastrahlenemission unserer Galaxis • 1962: Mit Ranger-3 wird die diffuse Gamma- Hintergrundstrahlung entdeckt • 1967: Die Satelliten Vela 4a und b beobachten den ersten Gamma-Ray Burst • 70er-90er: Diverse Teleskop, Ballon oder Satelliten gestützte Experimente (COS-B, Whipple …)

  4. Geschichte der Gamma-Astronomie • 1991: CGRO wird gestartet. An Bord: • BATSE – Burst And Transient Source Experiment • OSSE – OrientedScintillationSpectrometer Experiment • COMPTEL – COMPtonTELescope • EGRET – Energetic Gamma Ray Experiment Telescope

  5. EGRET Daten Dritter EGRET Katalog: 271 Punktquellen

  6. Der EGRET-Excess • Überschuss in allen Himmelsrichtungen vorhanden • Beiträge zum Modell: • Inverse Comptonstreuung • Bremsstrahlung • Pionzerfall

  7. Dunkle Materie • Lösung für • Rotationskurven der Galaxien • Gesamtmasse des Universums • Überschuss der diffusen Gammastrahlung über1 GeV???

  8. Supersymmetrie

  9. Das Neutralino (χ) • Linear Kombination von Photino, Zino und Higgsino • Annahmen: • Massiv • Schwach wechselwirkend • Neutral • Spin ½ Majorana Teilchen • Sein eigenes Antiteilchen • Kann mit sich selbst annihilieren

  10. Kosmologisches Modell

  11. Neutalino Annihilation

  12. Interpretation des Überschusses • Form des Hintergrundes aus Fixed-Target pp Kollisionen • Form der DMA aus Elektron-Positron-Vernichtung • 2 Parameter Fit • WIMP-Masse ≤ 70 GeV • Substruktur in Galaktischer Ebene

  13. Ringstruktur der Dunklen Materie

  14. Kritik Occam`sRacor • Fehler in der Modellierung des Hintergrundes • Systematischer Fehler in der Kalibrierung des Detektors Neues Experiment

  15. Gamma Ray Space Telescope

  16. Missionsdaten • Gewicht: 4303 kg • Größe: 2,8 m hoch 2,5 m Ø • Energieverbrauch: 1500 Watt • Orbit: 560 km • Am 11. Juni 2008 von Cape Canaveral gestartet

  17. Anforderungen an die Instrumente Large Area Telescope (LAT) GLAST Burst Monitor (GBM) • Großes „Blickfeld“, über 2 sr • Messgenauigkeit von 1 arcmin • Energiebereich von 30 MeV bis 300 GeV • Kurze Messzeiten • Lange Lebensdauer • Fähigkeit die Signale der Kosmischen Strahlung zu verwerfen • Überwachung des gesamten Himmels zu jedem Zeitpunkt • Großes Energiespektrum • Gute Zeitauflösung

  18. GLAST Burst Monitor (GBM) • 12 NaI und 2 BGO Szintillatoren • Energiebereich: 8 keV bis 30 MeV • Dünne Form und AusrichtungRichtungsbestimmung möglich • Gamma-Ray Bursts • Sonneneruptionen • …

  19. Large Area Telescope (LAT) • Silizium-Streifen-Detektoren • Antikoinzidenz Detektor (ACD) • Kalorimeter • System zur Datengewinnung

  20. Wie entsteht ein Signal? • γ tritt in LAT ein • Paarbildung an Wolframfolie • Spurdetekor kann Flugbahn des e+-e—Paares verfolgen • Energiebestimmung im Kalorimeter • Teilchen der Kosmischen Strahlung erzeugen Signal in ACDVeto

  21. Vergleich: EGRET und LAT

  22. Aussichten

  23. Quellen • Sander, Christian: Interpretation des Überschusses in diffuser galaktischer Gamma-Strahlung oberhalb 1 GeV als Annihilationssignal Dunkler Materie • Vorlesung Kosmologie WS08/09 Prof. de Boer • http://fermi.gsfc.nasa.gov/ • http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/index.html

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