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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Silicon for Direct Detection of Dark Matter in DarkSide

Descripción del proyecto

Tras la pista de candidatos prometedores a materia oscura de baja masa

La misteriosa e invisible materia oscura representa alrededor del 25-30 % de la masa del Universo y, a pesar de décadas buscando sus componentes, todavía no se sabe qué es. Las partículas masivas de interacción débil son quizás las candidatas principales para la materia oscura, aunque, por el momento, los experimentos no han logrado confirmar su existencia. El proyecto Si4DM que cuenta con el respaldo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se centra en modelos alternativos de materia oscura, concretamente en partículas de baja masa en lugar de partículas masivas. El aprovechamiento de la tecnología de fotomultiplicadores de silicio aumentará la sensibilidad de la detección y podría proporcionar la primera prueba que respalde los candidatos de baja masa a materia oscura.

Objetivo

Unveiling the nature of dark matter (DM) is one of the fundamental open questions in Physics today. A big-bang relic population of Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) is among the most favoured candidates. Earth-based direct detection experiments aim to detect the low-energy recoils induced by WIMP-nucleus scattering in an instrumented target. Searching for WIMPs down to neutrino floor is among the highest priorities of the astroparticle physics community for the next decade, but no evidence of this process has been unambiguously reported so far.
The null results of current searches for a DM particle at the electroweak scale may be interpreted as a need for a change of paradigm. There is increasing interest in alternative models for DM, and a rich phenomenology, most notably at low masses (<10 GeV/c2). DarkSide-20k will be the first experiment to use novel and specialised ultra-low background silicon photosensors to read out a 50 t liquid argon target, searching for WIMPs. This proposal aims to exploit the potential of the SiPM technology developed for DarkSide-20k to broaden the sensitivity to low-mass DM candidates, by searching for dark matter interactions in the silicon sensors themselves.

The goal of the Si4DM (Silicon for Direct Detection of DM in Darkside) project is a world-leading DM search in a novel detector reaching beyond the WIMP paradigm. The proposal objectives are:
- the background rejection and energy measurement characterisation in the novel SiPMs, to enable an event-by-event search for DM interactions in the Si, with electron final states; and
- to develop the first search for DM in a SiPM target, using sidereal modulation.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) H2020-MSCA-IF-2020

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Coordinador

ROYAL HOLLOWAY AND BEDFORD NEW COLLEGE
Aportación neta de la UEn
€ 220 490,40
Dirección
EGHAM HILL UNIVERSITY OF LONDON
TW20 0EX EGHAM
Reino Unido
Región
South East (England) Surrey, East and West Sussex West Surrey
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 220 490,40

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