Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue JCAP Année : 2021

Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation

H. Abdalla , H. Abe , F. Acero (1) , A. Acharyya , R. Adam (2) , I. Agudo , A. Aguirre-Santaella , R. Alfaro , J. Alfaro , C. Alispach , R. Aloisio , R. Alves Batista , L. Amati , E. Amato , G. Ambrosi , E.O. Angüner (3) , A. Araudo , T. Armstrong (3) , F. Arqueros , L. Arrabito (4) , K. Asano , Y. Ascasíbar , M. Ashley , M. Backes , C. Balazs , M. Balbo , B. Balmaverde , A. Baquero Larriva , V. Barbosa Martins , M. Barkov , L. Baroncelli , U. Barres de Almeida , J.A. Barrio , P. Batista , J. Becerra , Y. Becherini , G. Beck , J. Becker Tjus , R. Belmont (1) , W. Benbow , E. Bernardini , A. Berti , M. Berton , B. Bertucci , V. Beshley , B. Bi , B. Biasuzzi (5) , A. Biland , E. Bissaldi , J. Biteau (5) , O. Blanch , F. Bocchino , C. Boisson (6) , J. Bolmont (7) , G. Bonanno , L. Bonneau Arbeletche , G. Bonnoli , P. Bordas , E. Bottacini , M. Böttcher , V. Bozhilov , J. Bregeon (4) , A. Brill , A.M. Brown , P. Bruno , A. Bruno , A. Bulgarelli , M. Burton , M. Buscemi , A. Caccianiga , R. Cameron , M. Capasso , M. Caprai , A. Caproni , R. Capuzzo-Dolcetta , P. Caraveo , R. Carosi , A. Carosi , S. Casanova , E. Cascone , D. Cauz , K. Cerny , M. Cerruti , P. Chadwick , S. Chaty (1) , A. Chen , M. Chernyakova , G. Chiaro , A. Chiavassa , L. Chytka , V. Conforti , F. Conte , J.L. Contreras , J. Coronado-Blazquez , J. Cortina , A. Costa , H. Costantini (3) , S. Covino , P. Cristofari , O. Cuevas , F. d'Ammando , M.K. Daniel , J. Davies , F. Dazzi , A. de Angelis , M. de Bony de Lavergne (8) , V. de Caprio , R. de Cássia dos Anjos , E.M. de Gouveia Dal Pino , B. de Lotto , D. de Martino , M. de Naurois (2) , E. de Oña Wilhelmi , F. de Palma , V. de Souza , C. Delgado , R. Della Ceca , D. Della Volpe , D. Depaoli , T. Di Girolamo , F. Di Pierro , C. Díaz , C. Díaz-Bahamondes , S. Diebold , A. Djannati-Ataï (9) , A. Dmytriiev (6) , A. Domínguez , A. Donini , D. Dorner , M. Doro , J. Dournaux (10) , V.V. Dwarkadas , J. Ebr , C. Eckner , S. Einecke , T.R.N. Ekoume , D. Elsässer , G. Emery , C. Evoli , M. Fairbairn , D. Falceta-Goncalves , S. Fegan (2) , Q. Feng , G. Ferrand , E. Fiandrini , A. Fiasson (8) , V. Fioretti , L. Foffano , M.V. Fonseca , L. Font , G. Fontaine (2) , F.J. Franco , L. Freixas Coromina , S. Fukami , Y. Fukazawa , Y. Fukui , D. Gaggero , G. Galanti , V. Gammaldi , E. Garcia (8) , M. Garczarczyk , D. Gascon , M. Gaug , A. Gent , A. Ghalumyan , G. Ghirlanda , F. Gianotti , M. Giarrusso , G. Giavitto , N. Giglietto , F. Giordano , J. Glicenstein (11) , P. Goldoni (9) , J.M. González , K. Gourgouliatos , T. Grabarczyk , P. Grandi , J. Granot , D. Grasso , J. Green , J. Grube , O. Gueta , S. Gunji , A. Halim (11) , M. Harvey , T. Hassan Collado , K. Hayashi , M. Heller , S. Hernández Cadena , O. Hervet , J. Hinton , N. Hiroshima , B. Hnatyk , R. Hnatyk , D. Hoffmann (3) , W. Hofmann , J. Holder , D. Horan (2) , J. Hörandel , P. Horvath , T. Hovatta , M. Hrabovsky , D. Hrupec , G. Hughes , M. Hütten , M. Iarlori , T. Inada , S. Inoue , A. Insolia , M. Ionica , M. Iori , M. Jacquemont (8) , M. Jamrozy , P. Janecek , I. Jiménez Martínez , W. Jin , I. Jung-Richardt , J. Jurysek , P. Kaaret , V. Karas , S. Karkar (7) , N. Kawanaka , D. Kerszberg , B. Khélifi (9) , R. Kissmann , Jürgen Knödlseder (12) , Y. Kobayashi , K. Kohri , N. Komin , A. Kong , K. Kosack (1) , H. Kubo , N. La Palombara , G. Lamanna (8) , R.G. Lang , J. Lapington , P. Laporte (10) , M. Lemoine-Goumard (13) , J. Lenain (7) , F. Leone , G. Leto , F. Leuschner , E. Lindfors , S. Lloyd , T. Lohse , S. Lombardi , F. Longo , A. Lopez , M. López , R. López-Coto , S. Loporchio , F. Lucarelli , P.L. Luque-Escamilla , E. Lyard , C. Maggio , A. Majczyna , M. Makariev , M. Mallamaci , D. Mandat , G. Maneva , M. Manganaro , G. Manicò , Alexandre Marcowith (4) , M. Marculewicz , S. Markoff , P. Marquez , J. Martí , O. Martinez , M. Martínez , G. Martínez , H. Martínez-Huerta , G. Maurin (8) , D. Mazin , J.D. Mbarubucyeye , D. Medina Miranda , M. Meyer , S. Micanovic , T. Miener , M. Minev , J.M. Miranda , A. Mitchell , T. Mizuno , B. Mode , R. Moderski , L. Mohrmann , E. Molina , T. Montaruli , A. Moralejo , J. Morales Merino , D. Morcuende-Parrilla , A. Morselli , R. Mukherjee , C. Mundell , T. Murach , H. Muraishi , A. Nagai , T. Nakamori , R. Nemmen , J. Niemiec , D. Nieto , M. Nievas , M. Nikołajuk , K. Nishijima , K. Noda , D. Nosek , S. Nozaki , P. O'Brien , Y. Ohira , M. Ohishi , T. Oka , R.A. Ong , M. Orienti , R. Orito , M. Orlandini , E. Orlando , J.P. Osborne , M. Ostrowski , I. Oya , A. Pagliaro , M. Palatka , D. Paneque , F.R. Pantaleo , J.M. Paredes , N. Parmiggiani , B. Patricelli , L. Pavletić , A. Pe'Er , M. Pech , M. Pecimotika , M. Peresano (1) , M. Persic , O. Petruk , K. Pfrang , P. Piatteli , E. Pietropaolo , R. Pillera , B. Pilszyk , D. Pimentel , F. Pintore , S. Pita (9) , M. Pohl , V. Poireau (8) , M. Polo , R.R. Prado , J. Prast (8) , G. Principe , N. Produit , H. Prokoph , M. Prouza , H. Przybilski , E. Pueschel , G. Pühlhofer , M.L. Pumo , M. Punch (9) , F. Queiroz , A. Quirrenbach , R. Rando , S. Razzaque , E. Rebert (10) , S. Recchia (9) , P. Reichherzer , O. Reimer , A. Reimer , Y. Renier , T. Reposeur (13) , W. Rhode , D. Ribeiro , M. Ribó , T. Richtler , J. Rico , F. Rieger , V. Rizi , J. Rodriguez (1) , G. Rodriguez Fernandez , J.C. Rodriguez Ramirez , J.J. Rodríguez Vázquez , P. Romano , G. Romeo , M. Roncadelli , J. Rosado , A. Rosales de Leon , G. Rowell , B. Rudak , W. Rujopakarn , F. Russo , I. Sadeh , L. Saha , T. Saito , F. Salesa Greus , D. Sanchez (8) , M. Sánchez-Conde , P. Sangiorgi , H. Sano , M. Santander , E.M. Santos , A. Sanuy , S. Sarkar , F.G. Saturni , U. Sawangwit , A. Scherer , B. Schleicher , P. Schovanek , F. Schussler (11) , U. Schwanke , E. Sciacca , S. Scuderi , M. Seglar Arroyo (8) , O. Sergijenko , M. Servillat (6) , K. Seweryn , A. Shalchi , P. Sharma (5) , R.C. Shellard , H. Siejkowski , A. Sinha (4) , V. Sliusar , A. Slowikowska , A. Sokolenko , H. Sol (6) , A. Specovius , S. Spencer , D. Spiga , A. Stamerra , S. Stanič , R. Starling , T. Stolarczyk (1) , U. Straumann , J. Strišković , Y. Suda , P. Świerk , G. Tagliaferri , H. Takahashi , M. Takahashi , F. Tavecchio , L. Taylor , L.A. Tejedor , P. Temnikov , R. Terrier (9) , T. Terzic , V. Testa , W. Tian , L. Tibaldo (12) , D. Tonev , D.F. Torres , E. Torresi , L. Tosti , N. Tothill , G. Tovmassian , P. Travnicek , S. Truzzi , F. Tuossenel (7) , G. Umana , M. Vacula , V. Vagelli , M. Valentino , B. Vallage (11) , P. Vallania , C. van Eldik , G.S. Varner , V. Vassiliev , M. Vázquez Acosta , M. Vecchi , J. Veh , S. Vercellone , S. Vergani (10) , V. Verguilov , G.P. Vettolani , A. Viana , C.F. Vigorito , V. Vitale , S. Vorobiov , I. Vovk , T. Vuillaume (8) , S.J. Wagner , R. Walter , J. Watson , M. White , R. White , R. Wiemann , A. Wierzcholska , M. Will , D.A. Williams , R. Wischnewski , A. Wolter , R. Yamazaki , S. Yanagita , L. Yang , T. Yoshikoshi , M. Zacharias (6) , G. Zaharijas , D. Zaric , M. Zavrtanik , D. Zavrtanik , A. Zech (6) , H. Zechlin , V.I. Zhdanov , M. Živec
H. Abdalla
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H. Abe
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A. Acharyya
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R. Adam
I. Agudo
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A. Aguirre-Santaella
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R. Alfaro
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J. Alfaro
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C. Alispach
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R. Aloisio
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R. Alves Batista
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L. Amati
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E. Amato
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G. Ambrosi
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A. Araudo
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F. Arqueros
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K. Asano
Y. Ascasíbar
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M. Ashley
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M. Backes
C. Balazs
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M. Balbo
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B. Balmaverde
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A. Baquero Larriva
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V. Barbosa Martins
M. Barkov
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L. Baroncelli
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U. Barres de Almeida
J.A. Barrio
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P. Batista
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J. Becerra
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Y. Becherini
G. Beck
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J. Becker Tjus
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W. Benbow
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E. Bernardini
A. Berti
M. Berton
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B. Bertucci
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V. Beshley
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B. Bi
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A. Biland
E. Bissaldi
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O. Blanch
F. Bocchino
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C. Boisson
G. Bonanno
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L. Bonneau Arbeletche
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G. Bonnoli
P. Bordas
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E. Bottacini
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M. Böttcher
V. Bozhilov
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A. Brill
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A.M. Brown
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P. Bruno
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A. Bruno
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A. Bulgarelli
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M. Burton
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M. Buscemi
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A. Caccianiga
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R. Cameron
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M. Capasso
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M. Caprai
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A. Caproni
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R. Capuzzo-Dolcetta
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P. Caraveo
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R. Carosi
A. Carosi
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D. Cauz
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K. Cerny
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M. Cerruti
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A. Chen
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M. Chernyakova
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G. Chiaro
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A. Chiavassa
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L. Chytka
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F. Conte
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J.L. Contreras
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P. Cristofari
O. Cuevas
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M.K. Daniel
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F. Dazzi
A. de Angelis
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R. de Cássia dos Anjos
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E.M. de Gouveia Dal Pino
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B. de Lotto
D. de Martino
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M. de Naurois
E. de Oña Wilhelmi
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F. de Palma
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V. de Souza
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C. Delgado
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D. Depaoli
T. Di Girolamo
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F. Di Pierro
C. Díaz
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C. Díaz-Bahamondes
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S. Diebold
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A. Domínguez
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A. Donini
D. Dorner
M. Doro
V.V. Dwarkadas
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J. Ebr
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C. Eckner
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S. Einecke
T.R.N. Ekoume
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D. Elsässer
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G. Emery
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C. Evoli
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M.V. Fonseca
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F.J. Franco
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L. Freixas Coromina
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S. Fukami
Y. Fukazawa
Y. Fukui
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D. Gaggero
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G. Galanti
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M. Garczarczyk
D. Gascon
M. Gaug
A. Gent
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A. Ghalumyan
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F. Gianotti
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M. Giarrusso
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G. Giavitto
N. Giglietto
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J.M. González
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K. Gourgouliatos
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T. Grabarczyk
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P. Grandi
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J. Granot
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D. Grasso
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J. Green
J. Grube
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O. Gueta
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S. Gunji
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M. Harvey
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T. Hassan Collado
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M. Ionica
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M. Iori
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M. Jamrozy
P. Janecek
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W. Jin
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I. Jung-Richardt
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J. Jurysek
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P. Kaaret
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V. Karas
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N. Kawanaka
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B. Khélifi
R. Kissmann
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Y. Kobayashi
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N. Komin
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A. Kong
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K. Kosack
H. Kubo
N. La Palombara
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R.G. Lang
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J. Lapington
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F. Leone
G. Leto
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F. Leuschner
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E. Lindfors
S. Lloyd
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T. Lohse
S. Lombardi
F. Longo
A. Lopez
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M. López
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R. López-Coto
S. Loporchio
F. Lucarelli
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P.L. Luque-Escamilla
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E. Lyard
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C. Maggio
A. Majczyna
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M. Makariev
M. Mallamaci
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M. Manganaro
G. Manicò
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P. Marquez
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J. Martí
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O. Martinez
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M. Martínez
G. Martínez
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H. Martínez-Huerta
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J.D. Mbarubucyeye
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M. Meyer
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S. Micanovic
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M. Minev
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J.M. Miranda
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B. Mode
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L. Mohrmann
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T. Montaruli
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A. Moralejo
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D. Morcuende-Parrilla
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A. Morselli
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R. Mukherjee
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C. Mundell
T. Murach
H. Muraishi
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A. Nagai
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T. Nakamori
R. Nemmen
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J. Niemiec
D. Nieto
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M. Nievas
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M. Nikołajuk
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K. Nishijima
K. Noda
D. Nosek
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M. Pech
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K. Pfrang
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E. Pietropaolo
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B. Pilszyk
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D. Pimentel
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F. Pintore
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M. Pohl
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M. Polo
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R.R. Prado
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G. Principe
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N. Produit
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H. Prokoph
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M. Prouza
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H. Przybilski
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E. Pueschel
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M.L. Pumo
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M. Punch
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S. Razzaque
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M. Ribó
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J. Rico
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J.C. Rodriguez Ramirez
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J.J. Rodríguez Vázquez
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W. Rujopakarn
F. Russo
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I. Sadeh
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P. Sangiorgi
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H. Sano
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E.M. Santos
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A. Sanuy
S. Sarkar
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F.G. Saturni
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U. Sawangwit
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A. Scherer
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B. Schleicher
P. Schovanek
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U. Schwanke
E. Sciacca
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S. Scuderi
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O. Sergijenko
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K. Seweryn
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A. Shalchi
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H. Siejkowski
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A. Slowikowska
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A. Sokolenko
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A. Specovius
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S. Spencer
D. Spiga
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S. Stanič
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R. Starling
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U. Straumann
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J. Strišković
Y. Suda
P. Świerk
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G. Tagliaferri
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H. Takahashi
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M. Takahashi
F. Tavecchio
L. Taylor
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L.A. Tejedor
P. Temnikov
T. Terzic
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W. Tian
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D.F. Torres
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E. Torresi
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L. Tosti
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N. Tothill
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G. Tovmassian
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P. Travnicek
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S. Truzzi
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G. Umana
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M. Vacula
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V. Vagelli
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M. Valentino
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P. Vallania
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C. van Eldik
G.S. Varner
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V. Vassiliev
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M. Vázquez Acosta
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M. Vecchi
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J. Veh
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V. Verguilov
G.P. Vettolani
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C.F. Vigorito
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V. Vitale
S. Vorobiov
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I. Vovk
S.J. Wagner
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R. Walter
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J. Watson
M. White
  • Fonction : Auteur
R. White
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R. Wiemann
  • Fonction : Auteur
A. Wierzcholska
M. Will
D.A. Williams
  • Fonction : Auteur
R. Wischnewski
  • Fonction : Auteur
A. Wolter
  • Fonction : Auteur
R. Yamazaki
  • Fonction : Auteur
S. Yanagita
  • Fonction : Auteur
L. Yang
  • Fonction : Auteur
T. Yoshikoshi
  • Fonction : Auteur
M. Zacharias
G. Zaharijas
  • Fonction : Auteur
D. Zaric
  • Fonction : Auteur
M. Zavrtanik
  • Fonction : Auteur
D. Zavrtanik
  • Fonction : Auteur
A. Zech
H. Zechlin
  • Fonction : Auteur
V.I. Zhdanov
  • Fonction : Auteur
M. Živec
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Résumé

The Cherenkov Telescope Array (CTA), the new-generation ground-based observatory for γ astronomy, provides unique capabilities to address significant open questions in astrophysics, cosmology, and fundamental physics. We study some of the salient areas of γ cosmology that can be explored as part of the Key Science Projects of CTA, through simulated observations of active galactic nuclei (AGN) and of their relativistic jets. Observations of AGN with CTA will enable a measurement of γ absorption on the extragalactic background light with a statistical uncertainty below 15% up to a redshift z=2 and to constrain or detect γ halos up to intergalactic-magnetic-field strengths of at least 0.3 pG . Extragalactic observations with CTA also show promising potential to probe physics beyond the Standard Model. The best limits on Lorentz invariance violation from γ astronomy will be improved by a factor of at least two to three. CTA will also probe the parameter space in which axion-like particles could constitute a significant fraction, if not all, of dark matter. We conclude on the synergies between CTA and other upcoming facilities that will foster the growth of γ cosmology.

Dates et versions

hal-02981237 , version 1 (27-10-2020)

Identifiants

Citer

H. Abdalla, H. Abe, F. Acero, A. Acharyya, R. Adam, et al.. Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array for probing cosmology and fundamental physics with gamma-ray propagation. JCAP, 2021, 02, pp.048. ⟨10.1088/1475-7516/2021/02/048⟩. ⟨hal-02981237⟩
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