КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-12-00271
НазваниеКосмология нейтринного сектора
Руководитель Горбунов Дмитрий Сергеевич, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук , г Москва
Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-101 - Физика элементарных частиц
Ключевые слова космология, физика нейтрино, стерильные нейтрино, нейтринные массы, рентгеновские телескопы, крупномасштабная структура Вселенной, анизотропия и поляризация реликтового излучениия, космологические данные, лёгкая тёмная материя, распадающаяся тёмная материя
Код ГРНТИ41.29.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на анализ астрофизических данных современных рентгеновских телескопов и космологических данных с целью поиска сигнала от распадающейся тёмной материи (в первую очередь стерильного нейтрино) и определения параметров нейтринного сектора (массы активных нейтрино, возможная примесь стерильных нейтрино и их параметры). Интересная для космологии область масс стерильных нейтрино от долей эВ и ниже до десятков кэВ. Причём в границах этого интервала лёгкие стерильные нейтрино могут иметь отношение к так называемым нейтринным аномалиям, а тяжёлые нейтрино составлять тёмную материю или быть ответственными за появление масс у активных нейтрино в рамках механизма качелей, что подтверждает актуальность проекта. Новизна состоит в использовании ранее недоступных экспериментальных данных, недавно развитых или принципиально усовершенствованных (в том числе в работах участников коллектива) методов теоретических расчётов сигналов, обработки и анализа данных. Кроме того, в ряде конкретных задач будут одновременно использованы результаты прямых поисков, астрофизических наблюдений и космологичесеские данные с целью обнаружения сигнала новой физики (стерильные нейтрино) и наиболее взвешенной оценки масс активных нейтрино.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Vladislav Barinov Correlation Analysis of Decaying Sterile Neutrino Dark Matter in the Context of the SRG Mission Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2211.05919 (год публикации - 2022)
2. Brandon M. Roach, Steven Rossland, Kenny C. Y. Ng, Kerstin Perez, John F. Beacom, Brian W. Grefenstette, Shunsaku Horiuchi, Roman Krivonos, Daniel R. Wik Long-Exposure NuSTAR Constraints on Decaying Dark Matter in the Galactic Halo Physical Review D, 2207.04572 (год публикации - 2022)
3. Anton Chudaykin, Dmitry Gorbunov, Nikita Nedelko Exploring ΛΛCDM extensions with SPT-3G and Planck data: 4σσ evidence for neutrino masses, full resolution of the Hubble crisis by dark energy with phantom crossing, and all that Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2203.03666 (год публикации - 2022)
Публикации
1.
V. V. Barinov
Correlation Analysis of Decaying Sterile Neutrino Dark Matter in the Context of the SRG Mission
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, JCAP 02 (2023) 055 (год публикации - 2023)
10.1088/1475-7516/2023/02/055
2.
E.I. Zakharov, V.V. Barinov, R.A. Burenin, D.S. Gorbunov, R.A. Krivonos, A.Yu. Tkachenko, V.A. Arefiev, E.V. Filippova, S.A. Grebenev, A.A. Lutovinov, I.A. Mereminsky, S.Yu. Sazonov, A.N. Semena, A.E. Shtykovsky, R.A. Sunyaev
All-sky limits on Sterile Neutrino Galactic Dark Matter obtained with SRG/ART-XC after tAll-sky limits on Sterile Neutrino Galactic Dark Matter obtained with SRG/ART-XC after two years of operationswo years of operations
Physical Review D, Phys. Rev. D 109, L021301 – Published 2 January, 2024 (год публикации - 2023)
10.1103/PhysRevD.109.L021301
3.
Andrey Mukhin, Roman Krivonos, Alexey Vikhlinin, Brian W. Grefenstette, Kristin Madsen, Daniel Wik
Wavelet-based image decomposition method for NuSTAR stray light background studies
Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems, 9(4), 048001 (год публикации - 2023)
10.1117/1.JATIS.9.4.048001
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Из анализа одиннадцатилетнего набора наблюдательных данных рентгеновского телескопа nuSTAR поставлено лучшее в мире ограничение на параметры модели стерильных нейтрино темной материи с массами от нескольких до нескольких десятков кэВ.
Из анализа двухлетнего набора наблюдательных данных рентгеновского телескопа SRG/ART-XC поставлено лучшее в мире ограничение на параметры моделей с аннигилирующей тёмной материей в области масс от нескольких до нескольких десятков кэВ.
Публикации
1.
V.V.Barinov
All-sky Limits on Sterile Neutrino Galactic Dark Matter
Proceedings of Science, PoS ICPPCRubakov2023 (2024) 035 (год публикации - 2024)
10.22323/1.455.0035
2.
E.I.Zakharov, V.V.Barinov, R.A.Burenin, D.S.Gorbunov, R.A.Krivonos
Constraints on the parameters of keV-scale mass annihilating Dark Matter obtained with SRG/ART-XC observations
Physical Review D, Phys.Rev.D 110 (2024) 12, 123026 (год публикации - 2024)
10.1103/PhysRevD.110.123026
3.
R. A. Krivonos, V. V. Barinov, A. A. Mukhin, and D. S. Gorbunov
Strong limits on keV-scale galactic sterile neutrino dark matter with stray light from NuSTAR after 11 years of operation
Physical Review Letters, Phys.Rev.Lett. 133 (2024) 26, 261002 (год публикации - 2024)
10.1103/PhysRevLett.133.261002
Возможность практического использования результатов
Усовершенствованные коды для вычисления рождения стерильных нейтрино в ранней Вселенной (отдельно случаи эВ и кэВных частиц) будут доступны для уточнения предсказаний реликтовых плотностей и спектров. Извлечённые профили тёмной материи будут использованы для уточнения J-факторов и ограничений на сечения аннигиляции тёмной материи. Возможно для этой задачи потребуется привлечь специалистов по анализу галактических космических лучей.