Testando modelos de matéria escura ultra-leve com levantamentos astrofísicos

• Processo: 24/13823-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astrofísica Extragaláctica
• Pesquisador responsável: Luis Raul Weber Abramo
• Beneficiário: Fernanda Lima Matos
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Matéria escura Cosmologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: levantamentos de galáxias | matéria escura | Cosmologia

Resumo

A matéria escura constitui cerca de 85\% da densidade de matéria do universo. Contudo, sua natureza fundamental ainda é desconhecida, representando uma grande lacuna no nosso entendimento do universo. Há muitos modelos para essa componente elusiva. A matéria escura ultra-leve (ULDM), ou os axions ultra-leves (ULA), são os candidatos a matéria escura mais leves, e, dada sua microfísica bem motivada e rica fenomenologia, se tornaram um dos principais candidatos a matéria escura. Neste projeto, queremos usar os mais recentes levantamentos astrofísicos para vincular propriedades físicas de ULDM. Em particular, focaremos no Prime Focus Spectrograph (PFS) e no Javalambre Physics of the Accelerating Universe (J-PAS). Estes levantamentos devem melhorar vínculos cosmológicos e dar acesso a medidas precisas em pequenas escalas, as quais são de particular interesse para a fenomenologia de ULDM. Pretendemos, além de estender as análises já existentes para esses novos conjuntos de dados, vincular modelos de ULDM com spins mais altos, como os fótons escuros, ainda pouco explorados na literatura. A construção da descrição teórica e de simulações com tais modelos, para a obtenção de previsões mais precisas, é um dos objetivos deste projeto.Esta proposta é oportuna, dado que esses levantamentos coletarão dados durante o desenvolvimento do projeto, permitindo a participação da aluna na concepção da pipeline, obtenção das previsões e análise de dados destes experimentos. Esperamos que este projeto forneça significativas melhoras nos limites atuais de ULAs e os primeiros limites nos modelos de ULDM com spins mais altos.