Γ-Ray Searches and the Formation of CDM Halos [ Phd THESIS ]
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UNIVERSIDAD DE GRANADA Tesis doctoral Julio 2009 The nature of Dark Matter: γ-ray searches and the formation of CDM halos [ PhD THESIS ] Miguel Angel´ S´anchez Conde Instituto de Astrof´ısica de Andaluc´ıa (CSIC) Memoria de Tesis presentada en la Universidad de Granada para optar al grado de Doctor en Astrof´ısica Directores de tesis: Dr. Francisco Prada Mart´ınez Prof. Mariano Moles Villamate Editor: Editorial de la Universidad de Granada Autor: Miguel Ángel Sánchez Conde D.L.: GR. 3517-2009 ISBN: 978-84-692-6397-6 . A ti, Raquel, por venir al mundo, y a ti, Mar´ıa, por traerla. Y a mis padres, por su apoyo y confianza ciegos. Lo que sabemos es una gota de agua; lo que ignoramos es el oc´eano. - Isaac Newton - Una vez sent´ıel ansia de una sed infinita. - en Azul, de Rub´en Dar´ıo - Una vez m´as percib´ıese raro contraste entre las estrellas y nosotros. La incalculable potencia del Cosmos acrecentaba misteriosamente la verdad de nuestra breve chispa, y el breve e incierto destino de los hombres. - en El hacedor de estrellas, de Olaf Stapledon - . Agradecimientos Siempre quise ser astrof´ısico. Pese a los a˜nos transcurridos, recuerdo con total nitidez aquella tarde de invierno del 91 en la que me compr´emi primer telescopio, cuando a´un no era m´as que un chiquillo de 11 a˜nos. A´un me es posible rememorar la emoci´on e ilusi´on que me embargaban cuando el Universo se iba desvelando ante mi tras aquel peque˜no catalejo. He de reconocer que, afortunadamente, a´un me llena el mismo sentimiento, ahora sin duda m´as maduro. Ha sido un largo camino hasta aqu´ıy hay, por fortuna, mucho que agradecer y muchos a quienes agradecer. En primer lugar, quisiera dar profundamente las gracias a mi director de tesis, Paco Prada. Ciertamente esta Tesis debe verse como producto de un trabajo compartido por ambos a lo largo de estos a˜nos. Su gu´ıa en estos mis primeros y temblorosos pasos en la investigaci´on ha sido fundamental en la consecuci´on de las metas impuestas as´ıcomo en el verdadero conocimiento de mis propias posibilidades. Su ambici´on y motivaci´on cient´ıficas han supuesto para mi un incentivo para llegar siempre m´as all´a, a cuestionarme con curiosidad cient´ıfica cada paso a dar y cada paso dado, a lograr alcanzar objetivos a priori inalcanzables y que luego han demostrado ser tangibles. Gracias tambi´en por tu esfuerzo, dedicaci´on y preocupaci´on en moldearme como un buen cient´ıfico. No puedo dejar de acordarme tambi´en de todos aquellos colegas de profesi´on que a lo largo de estos a˜nos han sido fuente inagotable de conversaci´on cient´ıfica y pasi´on compartida. Gracias especialmente a Mariano Moles por su apoyo y por creer en mi desde el principio, as´ıcomo por compartir conmigo sus vastos conocimientos. Gra- cias tambi´en a mi asiduo colaborador en la distancia, Juan Betancort, por obligarme siempre a ser particularmente met´odico y conciso. Es a a ´el a quien debo por entero mis incursiones en la Cosmolog´ıa m´as te´orica, pero tambi´en la confirmaci´on de mi fe en el valor de los ideales. Mi agradecimiento tambi´en a todo mi grupo de trabajo en el IAA -Alberto, Antonio, Fabio, Hugo, To˜no-, por ayudarme a respirar un ambiente de trabajo m´as cient´ıfico todos los d´ıas, y en definitiva por compartir conmigo este duro aunque apasionante camino. No quiero pasar la oportunidad para agradecer igual- mente a todos aquellos amigos y colegas astrof´ısicos que me han hecho sentirme como uno m´as del gremio siempre: J¨urg Diemand, Mario G´omez, David Paneque, Carlos Delgado, Michele Doro, Radek Wojtak, EwaLokas, Elliott Bloom, Anatoly Klypin, Carlos Mu˜noz, Gustavo Yepes, Daniel Kranich, Abelardo Moralejo. Tambi´en en el viii IAA he contado con la simpat´ıa y ayuda de varias personas que ya permanecer´an en mi memoria como una p´agina m´as de esta Tesis: Antxon Alberdi, Benigno Cantero, Mar´ıa Angeles´ Cort´es, Emilio Garc´ıa, Isabel M´arquez, Paco Navarro, Rafael Parra, Miguel A. P´erez Torres. Es cierto. Siempre quise ser astrof´ısico. Y sin duda lo soy gracias a mi familia, que con una confianza sin l´ımites me alent´osiempre a perseguir mis m´as alocados sue˜nos. Esta Tesis no es sino la mejor muestra de ello. Mis padres, Antonio y Concha, siem- pre me apoyaron incondicionalmente a lo largo de todos estos a˜nos, pese a que esta pasi´on supon´ıa alejarme cientos de kil´ometros de ellos y adem´as con destino incierto. Gracias por darme tanto y exigir tan poco, por moldearme como persona y esculpir en mi vuestra visi´on del mundo, por escuchar, por lanzaros al abismo conmigo sin siquiera preguntar cuando hizo falta... Mi hermano mayor, Alaly, a quien con toda seguridad debo el hecho de haberme dedicado a esto de por vida, y con quien me asom´epor vez primera a los secretos de la Astronom´ıa. Gracias por aquellas noches inolvidables al raso entre las vi˜nas, a un paso de casa pero en realidad muy lejos, entre las estrellas. A mi hermano Jes´us, que encontr´osus propias estrellas en la m´usica, y que siempre ha significado para mi un soplo sincero de cari˜no incondicional y un ejemplo maestro de tes´on y valor ante lo que cada uno ans´ıa. Gracias tambi´en a mis cu˜nadas Mar´ıa Jos´ey Txus, por brindar la felicidad a mis hermanos y formar parte de nosotros. Definitivamente, los valores y el amor de mi familia han impregnado siempre todo lo que he tocado y, por ende, esta Tesis necesariamente encierra una gran dosis del modo de hacer (y de ser) de los S´anchez Conde. En el largo camino hasta aqu´ı, no s´olo los misterios del Cosmos han ido desfilando ante mis ojos, sino tambi´en los de mi propia vida. Mar´ıa, mi esposa y mejor con- fidente y amiga, supone para mi la mayor motivaci´on que es posible imaginar para continuar adelante. Sin duda es ella la luz que ilumina mi camino en esta vasta y tenebrosa oscuridad que es la propia existencia. Ella mejor que nadie sabe de mis triunfos y alegr´ıas, pero tambi´en de mis miedos y fracasos, derrotas y frecuentes tropiezos, pues ha sido ella quien ha compartido m´as de cerca conmigo cada subir y bajar de estos ´ultimos nueve a˜nos. Ella ha sido el b´alsamo necesario para recuperar la serenidad y las ansias de seguir adelante en los momentos dif´ıciles a lo largo de esta tesis. Gracias, cari˜no, por estar siempre a mi lado. Y gracias tambi´en por darme a nuestra Raquel, que ya es la estrella m´as brillante de nuestro cielo particular. Mi agradecimiento tambi´en a mis suegros Miguel y Sole, y a mis cu˜nados Miguel, Ana y Alberto, por tratarme como uno m´as de la familia y comprender el camino al que me ve´ıa abocado por mi pasi´on por las estrellas. Tambi´en tengo mucho que agradecer a aquellos buenos amigos que, por fortuna, me han acompa˜nado a lo largo de mi vida o en distintos momentos de ella. Mi ilusi´on ha permanecido intacta todo este tiempo en buena medida gracias a muchos de mis ix amigos de Almendralejo, que con devoci´on ciega han seguido mi trayectoria y me han aportado seguridad y confianza en mi mismo, adem´as de entregarme su amistad m´as profunda y sincera: Moi, Leandro, Julio, Paco, Jesus, Mario, Lucky, Mart´ın, Zaca, los hermanos Jare˜no. Tambi´en Agust´ın, Alex, Bel´en, Chovis, Diego, Jose, Juan, Marcos, Merch´an, Paco Melado, Patricia, Velarde... ¡C´omo olvidar aquellas noches en el Puente de las Peras (que no de la Espera) trazando nuestros planes de comernos el mundo a la ´unica luz de las estrellas! Bien sab´eis muchos de vosotros que este era el m´as preciado para mi... Tambi´en mis tres a˜nos de estudios en Badajoz me proporcionaron amigos que a´un hoy siguen en mi vida y a los que agradezco enormemente su apoyo continuo y amistad: Pedro, V´ıctor, Juli, Merche, Vicente, Lidia, Miguel A y B, Noelia, Rosal´ıa, Raquel, Luis, Juampe... En Badajoz tambi´en conoc´ı a Antonio, con el que ya entonces compart´ıa aficiones y conocimientos, y con el que luego compartir´ıa d´ıa a d´ıa, y como u˜na y carne, todo sue˜no y todo anhelo. Fue con ´el con quien me embarqu´een mi aventura canaria, en nuestra mutua determinaci´on por llegar a ser lo que ahora somos (esto es, ni m´as ni menos que lo que siempre quisimos ser). Gracias por mantenerte siempre cerca. De esa etapa universitaria canaria, rodeado de mar y a tres meses de casa, debo agradecer que el destino pusiera en mi camino en especial a Luis, con su inagotable vitalidad, a Pl´acido, con sus f´erreos ideales, a Charly, Dar´ıo (en aquella ´epoca el Peludo), Omaira, Mar, Alicia, Manolo, los dos Jorge, Jairo, Rub´en, Teo, Susi, David, Javi, Rebeca. Con ellos compart´ıaquellos a˜nos inolvidables al pie del Teide, y sobre ´el tambi´en, y muchos amaneceres sobre el mar. El destino burl´on ha vuelto a juntarnos a varios de nosotros en Granada, donde nuestra amistad ha madurado y se ha estrechado a´un m´as.