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Abstract:

Many theories beyond the Standard Model of particle physics predict the existence of axionlike particles (ALPs) that mix with photons in the presence of a magnetic field. Searching for the effects of ALP-photon mixing in gamma-ray observations of blazars has provided some of the strongest constraints on ALP parameter space so far. Previously, only individual sources have been analyzed. We perform a combined analysis on Fermi Large Area Telescope data of three bright flaring flat-spectrum radio quasars, with the blazar jets themselves as the dominant mixing region. For the first time, we include a full treatment of photon-photon dispersion within the jet and account for the uncertainty in our B-field model by leaving the field strength free in the fitting. Overall, we find no evidence for ALPs but are able to exclude the ALP parameters 5 neV≲ma≲200 neV and gaγ≳5×10-12 GeV-1 with 95% confidence.

Abstract:

Der universitäre Beitrag zum Aufbau der Large Size Telescopes (LSTs) als Bestandteil des Cherenkov Telescope Arrays wird im Verbund mit den beteiligten Max-Planck Instituten und DESY-Zeuthen im Rahmen der internationalen Kooperation geleistet. Die Förderung im Rahmen von ErUM zum Thema Universum ermöglicht den universitären Partnern somit den Zugang zu Großgeräten der Astroteilchenphysik. In dem hier geförderten Teilprojekt an der Universität Hamburg wird der Aufbau und Optimierung von Komponenten und Methoden für die ersten vier LSTs am Standort La Palma gefördert. Mit den bereitgestellten Förderungsmitteln konnten nach der Unterbrechung der Förderung zwischen 2017 und 2020 die Arbeiten zur Kalibration der Instrumente wieder aufgenommen und intensiviert werden. Neben der Projektleitung hat Dr. Martin Tluczykont und Ali Baktash (Promotion) mit Unterstützung von studentischen Hilfskräften den wissenschaftlichen Teil der Arbeiten ausgeführt. Weiterhin haben Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen der mechanischen Werkstatt die Anfertigung von Aktuatoren für die Spiegelhalterung übernommen. Der Schwerpunkt der Arbeiten lagen in der Entwicklung von einer Methode, um anhand von zwei CCD-Kameras die Ausrichtung der optischen Achsen des Cherenkovteleskops und die relative Position der Cherenkovkamera in Himmelskoordinaten zu kontrollieren. Ein weiterer wissenschaftlicher Beitrag ist das EASpy-Paket, mit dem sich Luftschauer auch bei sehr großen Zenitwinkeln verlässlich und schnell simulieren lassen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Simulationsprogrammen können so Beobachtungen bei großen Zenitwinkeln mit verschiedenen Konfigurationen der Teleskope simuliert und die resultierende Empfindlichkeit absgechätzt und optimiert werden. Weiterhin ist es auch möglich, den Beitrag von Fluoreszenzlicht zu berechnen. Diese Option ist mit den bisherigen Werkzeugen nicht möglich. Weiterhin können die Leistungsfähigkeit von verschiedenen Teleskopen und Konfigurationen direkt miteinander verglichen werden (Gesichtsfeld, Granularität der Kamera, Größe des Spiegels, Anordnung von mehreren Teleskopen). Die Simulationen konnten direkt mit Beobachtungen mit dem sehr großen H.E.S.S.-Teleskop in Namibia verglichen werden. Die Optimierung der Kalibrationsmethoden für die Ausrichtung der Teleskope ist wegweisend für die Anordnung der CCD-Kameras der weiteren LSTs. Datei-Upload durch TI

Abstract:

GRB 221009A is the brightest gamma-ray burst (GRB) ever detected. To probe the very-high-energy (VHE; >100 GeV) emission, the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) began observations 53 hr after the triggering event, when the brightness of the moonlight no longer precluded observations. We derive differential and integral upper limits using H.E.S.S. data from the third, fourth, and ninth nights after the initial GRB detection, after applying atmospheric corrections. The combined observations yield an integral energy flux upper limit of Φ UL 95 % = 9.7 × 10 − 12 erg cm − 2 s − 1 above E thr = 650 GeV. The constraints derived from the H.E.S.S. observations complement the available multiwavelength data. The radio to X-ray data are consistent with synchrotron emission from a single electron population, with the peak in the spectral energy distribution occurring above the X-ray band. Compared to the VHE-bright GRB 190829A, the upper limits for GRB 221009A imply a smaller gamma-ray to X-ray flux ratio in the afterglow. Even in the absence of a detection, the H.E.S.S. upper limits thus contribute to the multiwavelength picture of GRB 221009A, effectively ruling out an IC-dominated scenario.