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Discovery strategies for Dark Matter and new phenomena in hadronic signatures with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider

Descrizione del progetto

Una tecnica avanzata di analisi dei dati per chiarire la vera natura della materia oscura

Il modello standard della fisica delle particelle ha anticipato con successo molti risultati sperimentali. Tuttavia, tale quadro teorico non è ancora in grado di spiegare alcuni fenomeni intriganti, come il grande eccesso di materia oscura non osservabile nell’universo. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto DARKJETS verificherà l’ipotesi secondo cui la materia oscura potrebbe essere costituita da particelle create durante le collisioni protone-protone svolgendo esperimenti presso il grande anello di collisione per adroni (LHC) del CERN. Mentre si impegnano a trovare segnali che indichino la presenza di particelle di materia oscura, i ricercatori utilizzeranno una nuova tecnica di analisi dei dati in tempo reale e una nuova firma di ricerca per superare i limiti di memorizzazione dei dati. Alla luce dell’imminente ripresa delle operazioni dell’LHC, DARKJETS rappresenta un’opportunità unica per migliorare significativamente la nostra comprensione della materia oscura.

Obiettivo

The Standard Model of Particle Physics describes the fundamental components of ordinary matter and their interactions. Despite its success in predicting many experimental results, the Standard Model fails to account for a number of interesting phenomena. One phenomenon of particular interest is the large excess of unobservable (Dark) matter in the Universe. This excess cannot be explained by Standard Model particles. A compelling hypothesis is that Dark Matter is comprised of particles that can be produced in the proton-proton collisions from the Large Hadron Collider (LHC) at CERN.

Within this project, I will build a team of researchers at Lund University dedicated to searches for signals of the presence of Dark Matter particles. The discovery strategies employed seek the decays of particles that either mediate the interactions between Dark and Standard Model particles or are produced in association with Dark Matter. These new particles manifest in detectors as two, three, or four collimated jets of particles (hadronic jets).

The LHC will resume delivery of proton-proton collisions to the ATLAS detector in 2015. Searches for new, rare, low mass particles such as Dark Matter mediators have so far been hindered by constraints on the rates of data that can be stored. These constraints will be overcome through the implementation of a novel real-time data analysis technique and a new search signature, both introduced to ATLAS by this project. The coincidence of this project with the upcoming LHC runs and the software and hardware improvements within the ATLAS detector is a unique opportunity to increase the sensitivity to hadronically decaying new particles by a large margin with respect to any previous searches. The results of these searches will be interpreted within a comprehensive and coherent set of theoretical benchmarks, highlighting the strengths of collider experiments in the global quest for Dark Matter.

Meccanismo di finanziamento

ERC-STG - Starting Grant

Istituzione ospitante

LUNDS UNIVERSITET
Contribution nette de l'UE
€ 1 268 076,00
Indirizzo
Paradisgatan 5c
22100 Lund
Svezia

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Regione
Södra Sverige Sydsverige Skåne län
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 268 076,00

Beneficiari (1)