Raios cósmicos de altíssimas energias e cosmologia

Abstract

A origem dos raios cósmicos de altíssimas energias (RCAE's) é uma das maiores questões em aberto na astrofísica. Um dos modelos propostos para explicar estes eventos sugere que eles sejam produtos do decaimento de partículas metaestáveis supermassivas, as quais chamamos partículas X. Estas partículas, que seriam uma fração da matéria escura fria no Universo, podem ser produzidas no período de reaquecimento após a fase inflacionária no Universo primordial. Estudamos esta possibilidade e, a partir do fluxo detectado de RCAE's, obtivemos limites para alguns parâmetros como a meia vida e a razão de ramificação para o decaimento direto do inflaton em partículas X

The origin of ultra high energy cosmic rays (UHECR's) is one of the major unresolved questions in astrophysics. One of the models proposed to explain these events suggests that they are the decay products of supermassive metastable particles, which we call X particles. These particles can be produced in the reheating period following the inflationary epoch of the early Universe and they would be a fraction of cold dark matter. We study this possibility and obtain constraints on some parameters such as the lifetime and branching ratio for the direct decay of the inflaton to X-particIes, from the requirement that they are responsible for the observed UHECR flux