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Titel: A Sensitive Search in the Dark Matter Halo of the Milky Way for Unknown Spectral Emission Lines in the X-Ray Regime
Sonstige Titel: Eine sensible Suche im Dunkle-Materie-Halo der Milchstraße nach unbekannten spektralen Emissionslinien im Röntgenbereich
Sprache: Englisch
Autor*in: Gewering-Peine, Alexander
Schlagwörter: diffuser Röntgenhintergrund; Emissionslinien; Astroteilchenphysik; warme Dunkle Materie; sterile Neutrinos; diffuse X-ray background; emission lines; astroparticle physics; warm dark matter; sterile neutrinos
GND-Schlagwörter: Dunkle Materie; F-Test; Röntgenastronomie; Astrophysik; Milchstraße; Elementarteilchenphysik; Röntgensatellit; Röntgenstrahlung; Statistik
Erscheinungsdatum: 2018
Tag der mündlichen Prüfung: 2019-05-10
Zusammenfassung: 
The Standard Model of particle physics can be extended to include sterile (right-handed) neutrinos or axions to solve the dark matter problem. Depending upon the mixing angle between active and sterile neutrinos, the latter have theoretically the opportunity to decay into monoenergetic active neutrinos and photons in the keV-range while axions can couple to two photons, respectively. In this study, data taken with the X-ray telescope XMM-Newton for the search of line emissions were used. Especially pointings with high exposures and large expected dark matter column densities with respect to the dark matter halo of the Milky Way were chosen and analysed. The posterior predictive p-value analysis was applied as a hypothesis test to locate parameter space regions which favour additional emission lines. In addition, upper limits of the parameter space of several dark matter and dark matter distribution models were generated such that the preexisting limits were significantly improved.

Das Standardmodell der Teilchenphysik kann um sterile (rechtshändige) Neutrinos oder Axionen erweitert werden, um das Problem der dunklen Materie zu lösen. Je nach Mischungswinkel zwischen aktiven und sterilen Neutrinos haben sterile Neutrinos und Axionen theoretisch die Möglichkeit, respektive in monoenergetisch aktive Neutrinos und Photonen im keV-Bereich zu zerfallen oder an zwei Photonen zu koppeln. In dieser Arbeit wurden für die Suche nach Linienemissionen Daten des Röntgenteleskops XMM-Newton verwendet. Inbesondere wurden Beobachtungen mit hohen Belichtungszeiten und großen zu erwartenden Säulendichten der dunklen Materie in Bezug auf den Halo der Milchstraße ausgewählt und analysiert. Die "Posterior Predictive p-value Analysis" wurde als Hypothesentest zur Lokalisierung von Parameterraumbereichen eingesetzt, in welchen zusätzliche Emissionslinien favorisiert werden. Weiter wurden Obergrenzen des Parameterraumes verschiedener Teilchenmodelle dunkler Materie und Verteilungsmodelle dunkler Materie generiert, welche die bestehenden Grenzen deutlich verbesserten.
URL: https://ediss.sub.uni-hamburg.de/handle/ediss/8244
URN: urn:nbn:de:gbv:18-98436
Dokumenttyp: Dissertation
Betreuer*in: Horns, Dieter (Prof. Dr.)
Enthalten in den Sammlungen:Elektronische Dissertationen und Habilitationen

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