MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)PennState22725dus960
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a523.1
■1001  ▼aSingh,  Divya.
■24510▼aExploring  Dark  Matter  Through  Gravitational-Wave  Observations
■260    ▼a[Sl]▼bThe  Pennsylvania  State  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a185  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-05,  Section:  A.
■500    ▼aAdvisor:  Sathyaprakash,  Bangalore  S.;Hanna,  Chad.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Pennsylvania  State  University,  2024.
■520    ▼aOne  of  the  most  pressing  questions  in  cosmology,  astrophysics,  and  particle  physics  is  the  nature  of  dark  matter  that  continues  to  elude  us  after  decades  of  pointed  efforts  to  detect  various  dark  matter  candidates.However,  we  know  of  its  existence  because  dark  matter  gravitates,  making  gravitational  waves  an  almost  singular  avenue  for  its  detection.The  advent  of  gravitational-wave  astrophysics  has  enriched  our  understanding  of  formation  scenarios  of  black  hole  and  neutron  star  binary  systems.  The  LIGO-Virgo-Kagra  collaboration  have  published  90(202)  gravitational-wave  candidates  within  three(ongoing  fourth)  observing  runs,  spanning  tens  of  solar  masses  in  the  black-hole  mass  spectrum  which  provide  us  an  insight  into  the  properties  of  these  systems  and  the  environments  in  which  they  form.  Compact  object  binaries  in  dark  matter  rich  environments  are  detectable  by  the  current  generation  of  Earth-based  gravitational-wave  detectors,  which  gives  us  a  window  into  detecting  exotic  formation  channels  separate  from  stellar  evolution.  In  this  work,  we  explore  some  scenarios  where  gravitational-wave  observations  can  constrain  properties  of  dark  matter  described  by  two  models.  Gravitational-waves  from  black  hole  binaries  that  form  from  the  cooling  and  gravitational  collapse  of  dissipative  dark  matter  halos  constrain  the  mass  spectrum  of  such  objects.  On  the  other  hand,  asymmetric  dark  matter  accumulation  in  the  cores  of  neutron  stars  can  cause  their  implosion  to  form  solar-mass  black  holes  which  if  present  in  binary  systems,  will  produce  detectable  gravitational-wave  signals.  In  both  scenarios,  gravitational-wave  observations  or  the  lack  thereof  can  constrain  the  specific  models.  Additionally,  the  detection  of  a  sub-solar  mass  black  hole  will  provide  decisive  evidence  for  new  physics,  possibly  formation  channels  involving  dark  matter,  since  the  Chandrasekhar  limit  constrains  compact  objects  forming  through  stellar  evolution  to  be  no  smaller  than  1.4  solar  masses.  To  that  effect,  searches  for  gravitational-wave  signals  from  sub-solar  mass  compact  objects  have  been  conducted  in  data  from  LIGO-Virgo  detectors,  and  continue  to  operate.  For  the  first  time,  we  also  run  a  low-latency  sub-solar  mass  search  with  the  aim  to  facilitate  multi-messenger  follow-up  in  case  of  a  detection.
■590    ▼aSchool  code:  0176.
■650  4▼aGravitational  waves
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■650  4▼aDark  matter
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■71020▼aThe  Pennsylvania  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-05A.
■790    ▼a0176
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164448▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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