Multiple Messengers and Challenges in Astroparticle Physics

این کتاب که به عنوان ابزاری برای محققان جوان و دانشجویان فارغ التحصیل طراحی شده است، مشکلات اصلی باز و خطوط تحقیقاتی در زمینه های مختلف فیزیک ذرات نجومی را بررسی می کند: پرتوهای کیهانی، پرتوهای گاما، نوترینوها، کیهان شناسی و فیزیک گرانشی. بخش آغازین به بحث پرتوهای کیهانی با منشأ کهکشانی و برون‌کهکشانی می‌پردازد، نتایج تجربی، مدل‌های نظری، و پیشرفت‌های احتمالی آینده را بررسی می‌کند. سپس مبانی نجوم پرتو گاما، از جمله روش‌ها و تکنیک‌های تشخیص شرح داده می‌شود. جنبه های کهکشانی و برون کهکشانی این میدان در پرتو اکتشافات اخیر با آشکارسازهای فضایی و زمینی مورد توجه قرار گرفته است. بررسی نوترینوها وضعیت بررسی تابش نوترینو را مشخص می‌کند و فرمول‌ها، تخمین‌ها و اطلاعات پس‌زمینه مربوطه را گرد هم می‌آورد. سه موضوع مکمل در کیهان‌شناسی بررسی می‌شوند: پیش‌بینی‌های قابل مشاهده تورم در کیهان اولیه، اثرات انرژی تاریک/گرانش اصلاح‌شده در ساختار مقیاس بزرگ جهان، و نوترینوها در کیهان‌شناسی و ساختارهای مقیاس بزرگ. بخش پایانی فیزیک گرانشی مسائل مربوط به گرانش کوانتومی، آزمایش‌های دقیق اتمی، آزمایش‌های فضایی، رژیم میدان قوی، امواج گرانشی، چند پیام‌رسان و نظریه‌های جایگزین گرانش را بررسی می‌کند.

This book, designed as a tool for young researchers and graduate students, reviews the main open problems and research lines in various fields of astroparticle physics: cosmic rays, gamma rays, neutrinos, cosmology, and gravitational physics. The opening section discusses cosmic rays of both galactic and extragalactic origin, examining experimental results, theoretical models, and possible future developments. The basics of gamma-ray astronomy are then described, including the detection methods and techniques. Galactic and extragalactic aspects of the field are addressed in the light of recent discoveries with space-borne and ground-based detectors. The review of neutrinos outlines the status of the investigations of neutrino radiation and brings together relevant formulae, estimations, and background information. Three complementary issues in cosmology are examined: observable predictions of inflation in the early universe, effects of dark energy/modified gravity in the large-scale structure of the universe, and neutrinos in cosmology and large-scale structures. The closing section on gravitational physics reviews issues relating to quantum gravity, atomic precision tests, space-based experiments, the strong field regime, gravitational waves, multi-messengers, and alternative theories of gravity.