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
1
AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) -
Astrophysique Interprétation Modélisation
2 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
3 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
4 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
5 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
6 LUTH (UMR_8102) - Laboratoire Univers et Théories
7 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
8 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
9 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
10 GEPI - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
11 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
12 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
13 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
2 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
3 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
4 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
5 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
6 LUTH (UMR_8102) - Laboratoire Univers et Théories
7 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
8 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
9 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
10 GEPI - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
11 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
12 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
13 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
H. Abdalla
- Fonction : Auteur
H. Abe
- Fonction : Auteur
A. Acharyya
- Fonction : Auteur
R. Adam
- Fonction : Auteur
- PersonId : 739472
- IdHAL : remi-adam
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- IdRef : 192629077
I. Agudo
- Fonction : Auteur
A. Aguirre-Santaella
- Fonction : Auteur
R. Alfaro
- Fonction : Auteur
J. Alfaro
- Fonction : Auteur
C. Alispach
- Fonction : Auteur
R. Aloisio
- Fonction : Auteur
R. Alves Batista
- Fonction : Auteur
L. Amati
- Fonction : Auteur
E. Amato
- Fonction : Auteur
G. Ambrosi
- Fonction : Auteur
A. Araudo
- Fonction : Auteur
T. Armstrong
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755341
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F. Arqueros
- Fonction : Auteur
K. Asano
- Fonction : Auteur
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Y. Ascasíbar
- Fonction : Auteur
M. Ashley
- Fonction : Auteur
M. Backes
- Fonction : Auteur
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C. Balazs
- Fonction : Auteur
M. Balbo
- Fonction : Auteur
B. Balmaverde
- Fonction : Auteur
A. Baquero Larriva
- Fonction : Auteur
V. Barbosa Martins
- Fonction : Auteur
- PersonId : 795381
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M. Barkov
- Fonction : Auteur
L. Baroncelli
- Fonction : Auteur
U. Barres de Almeida
- Fonction : Auteur
- PersonId : 758715
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J.A. Barrio
- Fonction : Auteur
P. Batista
- Fonction : Auteur
J. Becerra
- Fonction : Auteur
Y. Becherini
- Fonction : Auteur
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G. Beck
- Fonction : Auteur
J. Becker Tjus
- Fonction : Auteur
W. Benbow
- Fonction : Auteur
E. Bernardini
- Fonction : Auteur
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A. Berti
- Fonction : Auteur
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M. Berton
- Fonction : Auteur
B. Bertucci
- Fonction : Auteur
V. Beshley
- Fonction : Auteur
B. Bi
- Fonction : Auteur
A. Biland
- Fonction : Auteur
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E. Bissaldi
- Fonction : Auteur
O. Blanch
- Fonction : Auteur
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F. Bocchino
- Fonction : Auteur
C. Boisson
- Fonction : Auteur
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G. Bonanno
- Fonction : Auteur
L. Bonneau Arbeletche
- Fonction : Auteur
G. Bonnoli
- Fonction : Auteur
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P. Bordas
- Fonction : Auteur
E. Bottacini
- Fonction : Auteur
M. Böttcher
- Fonction : Auteur
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V. Bozhilov
- Fonction : Auteur
J. Bregeon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741214
- IdHAL : johan-bregeon
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- IdRef : 095856943
A. Brill
- Fonction : Auteur
A.M. Brown
- Fonction : Auteur
P. Bruno
- Fonction : Auteur
A. Bruno
- Fonction : Auteur
A. Bulgarelli
- Fonction : Auteur
M. Burton
- Fonction : Auteur
M. Buscemi
- Fonction : Auteur
A. Caccianiga
- Fonction : Auteur
R. Cameron
- Fonction : Auteur
M. Capasso
- Fonction : Auteur
M. Caprai
- Fonction : Auteur
A. Caproni
- Fonction : Auteur
R. Capuzzo-Dolcetta
- Fonction : Auteur
P. Caraveo
- Fonction : Auteur
R. Carosi
- Fonction : Auteur
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A. Carosi
- Fonction : Auteur
S. Casanova
- Fonction : Auteur
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E. Cascone
- Fonction : Auteur
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D. Cauz
- Fonction : Auteur
K. Cerny
- Fonction : Auteur
M. Cerruti
- Fonction : Auteur
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P. Chadwick
- Fonction : Auteur
S. Chaty
- Fonction : Auteur
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A. Chen
- Fonction : Auteur
M. Chernyakova
- Fonction : Auteur
G. Chiaro
- Fonction : Auteur
A. Chiavassa
- Fonction : Auteur
L. Chytka
- Fonction : Auteur
V. Conforti
- Fonction : Auteur
F. Conte
- Fonction : Auteur
J.L. Contreras
- Fonction : Auteur
J. Coronado-Blazquez
- Fonction : Auteur
J. Cortina
- Fonction : Auteur
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A. Costa
- Fonction : Auteur
S. Covino
- Fonction : Auteur
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P. Cristofari
- Fonction : Auteur
- PersonId : 770130
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O. Cuevas
- Fonction : Auteur
F. d'Ammando
- Fonction : Auteur
M.K. Daniel
- Fonction : Auteur
J. Davies
- Fonction : Auteur
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F. Dazzi
- Fonction : Auteur
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A. de Angelis
- Fonction : Auteur
V. de Caprio
- Fonction : Auteur
R. de Cássia dos Anjos
- Fonction : Auteur
E.M. de Gouveia Dal Pino
- Fonction : Auteur
B. de Lotto
- Fonction : Auteur
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D. de Martino
- Fonction : Auteur
M. de Naurois
- Fonction : Auteur
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E. de Oña Wilhelmi
- Fonction : Auteur
F. de Palma
- Fonction : Auteur
V. de Souza
- Fonction : Auteur
C. Delgado
- Fonction : Auteur
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D. Della Volpe
- Fonction : Auteur
D. Depaoli
- Fonction : Auteur
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T. Di Girolamo
- Fonction : Auteur
F. Di Pierro
- Fonction : Auteur
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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
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D. Dorner
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M. Doro
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V.V. Dwarkadas
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J. Ebr
- Fonction : Auteur
C. Eckner
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S. Einecke
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T.R.N. Ekoume
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D. Elsässer
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G. Emery
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M. Fairbairn
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D. Falceta-Goncalves
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Q. Feng
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E. Fiandrini
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V. Fioretti
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L. Foffano
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M.V. Fonseca
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L. Font
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F.J. Franco
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L. Freixas Coromina
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S. Fukami
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Y. Fukazawa
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Y. Fukui
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M. Garczarczyk
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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. Green
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J. Grube
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O. Gueta
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N. Hiroshima
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B. Hnatyk
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T. Hovatta
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M. Iarlori
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S. Inoue
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M. Ionica
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P. Janecek
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W. Jin
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B. Khélifi
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Y. Kobayashi
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K. Kohri
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N. La Palombara
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R.A. Ong
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A. Pe'Er
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O. Petruk
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G. Pühlhofer
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F. Queiroz
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Y. Renier
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D. Ribeiro
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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.
Mots clés
gamma ray experiments
axions
extragalactic magnetic fields
gamma ray: propagation
invariance: Lorentz
violation: Lorentz
jet: relativistic
Cherenkov Telescope Array
cosmological model: parameter space
AGN
axion-like particles
observatory
sensitivity
new physics
statistical
background
absorption
redshift: dependence
dark matter: halo
active galactic nuclei