Jagd nach der Dunklen Materie mit Hilfe von Pulsarexperimenten

• Antragstellerin: Nataliya Porayko, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471421726

Es gibt überwältigende Beweise für die Existenz von dunkler Materie über eine weite Bandbreite von astrophysikalischen Skalen. Trotz umfangreicher direkter Suchexperimente konnte sie bisher nicht nachgewiesen werden, was die dunkle Materie zu einem der größten ungelösten Probleme der modernen Astrophysik macht. Mit diesem Projekt werde ich neue Möglichkeiten zur Nutzung von Pulsaren für die Erforschung der Dunklen Materie untersuchen und nach Signaturen der Dunklen Materie in Pulsardaten suchen, die mit den größten europäischen Radioteleskopen gesammelt wurden. Der Schwerpunkt liegt auf zwei realisierbaren Szenarien: 1) Dunkle Materie, die von primordialen Schwarzen Löchern gebildet wird, was ein besonders relevantes Modell in Bezug auf die jüngsten LIGO/VIRGO-Nachweise ist; und 2) von axion-ähnlichen Teilchen, einem vorteilhaften Kandidaten für dunkle Materie, der eine Lösung für die kleinräumigen Probleme der konventionellen Hypothese der kalten dunklen Materie bietet. Das Projekt wird in zwei große Arbeitspakete unterteilt. Jedes Arbeitspaket widmet sich der Erforschung eines bestimmten Dunkle-Materie-Modells und dessen Auswirkungen auf Pulsardaten und wird etwa ein Jahr für die Durchführung benötigen. Falls kein Signal gefunden werden sollte, werden Randbedingungen für die betrachteten Modelle geliefert werden. Dies allein wird ein höchst maßgebliches Ergebnis auf den Forschungsgebieten der Kosmologie, der Teilchenphysik und der allgemeinen Astrophysik sein. Das Projekt erfordert einen multidisziplinären Ansatz und ist strategisch an der Schnittstelle von Theorie und Experiment positioniert. Hierfür wird eine enge Zusammenarbeit zwischen der theoretischen Gruppe am Astronomischen Institut Sternberg (Moskau, Russland) und der experimentellen Gruppe am Max-Planck-Institut für Radioastronomie (Bonn, Deutschland) etabliert. Fundierte theoretische Kenntnisse meines internationalen Gastgebers (dem Astronomischen Institut Sternberg) und mein solider Hintergrund in statistischer Datenverarbeitung kombiniert mit der Beobachtungsexpertise und den erforderlichen Beobachtungsfazilitäten meines Kooperationspartners vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie werden eine erfolgreiche Durchführung der umfangreichen Projektpläne gewährleisten.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Italien, Russische Föderation
• Gastgeber: Professor Alberto Sesana, Ph.D.