Opis projektu
Dane spektroskopowe kwazarów wyjaśnią fundamentalne problemy kosmologiczne
W jaki sposób ciemna energia przyczynia się do przyspieszenia ekspansji Wszechświata? Czy warunki panujące u zarania Wszechświata pojawiły się w wyniku rozszerzenia się kosmosu? Ile ważą neutrina? Te otwarte pytania na granicy kosmologii i fizyki fundamentalnej mogą być rozwiązane poprzez badanie rozkładu materii we Wszechświecie jako funkcji zarówno skali, jak i czasu. Do tej pory tradycyjnym podejściem było korzystanie z dużych katalogów galaktyk. Finansowany przez UE projekt COSMO-LYA wykorzysta alternatywny sposób badania – linię Lyman-α (Ly-α), a także cechy absorpcji w widmach kwazarów o wysokim przesunięciu ku czerwieni spowodowane przez neutralny wodór. Ta technika może umożliwić nam wyjątkowy wgląd w rozkład materii we wczesnych latach istnienia Wszechświata oraz ocenę w mniejszej skali niż te dostępne dzięki katalogom galaktyk.
Cel
Key open questions in the boundary of cosmology and fundamental physics can be addressed by studies of the distribution of matter as a function of scale and time (or redshift). While the traditional approach has been to use large galaxy catalogues, during the last decade I have pioneered the use of an alternative probe: 3D correlations in the Lyman-α (Lyα) forest, absorption features in the spectra of high-redshift quasars caused by intervening neutral hydrogen. The Lyα forest provides a unique window to study the distribution of matter at earlier times and on smaller scales than those accessible with galaxy catalogues.
I lead the Lyα analysis of the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) survey, and with ERC support I will be able to develop and apply new techniques to dramatically enhance its expected outcome. On one hand, COSMO-LYA we will use the correlations on large (> 30 Mpc) scales to obtain a 0.5% measurement of the expansion rate of the Universe at z > 2, four times better than the state-of-the-art.
On the other hand, we will carry out the first coherent analysis of 1D and 3D correlations to provide a 1% measurement of the amplitude of density fluctuations on small (~1 Mpc) scales, unreachable by other probes. In combination with public CMB results, sensitive to the distribution of matter at early times and on the largest scales, we will be able to construct a cosmological lever arm covering 4 orders of magnitude in scale. This will enable my team to: i) increase by at least a factor of 2 the constraints on the sum of the neutrino masses, potentially leading to the first measurement of the absolute neutrino masses; ii) increase by at least a factor of 3 our constraints on the shape of the primordial power spectrum of density fluctuations, an important step towards confirming or falsifying a large number of inflationary models. These results will have interdisciplinary impact, with wide reaching consequences into particle and fundamental physics.
Dziedzina nauki
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-AG - HORIZON Action Grant Budget-BasedInstytucja przyjmująca
08193 Cerdanyola Del Valles
Hiszpania