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Axion Search in DarkSide-20k

Projektbeschreibung

Bei der Suche nach Axionen auf einer heißen Spur

Axionen sind hypothetische ultraleichte Teilchen, die eine Lösung für das enorme CP-Problem in der Quantenchromodynamik darstellen könnten. Sie sind auch vielversprechende Kandidaten für die dunkle Materie, die etwa 85 % der Materie im Universum ausmacht. Während beim Urknall eine große Menge an Relikt-Axionen entstanden, werden axionähnliche Teilchen in Sternen durch Comptonprozesse und Bremsstrahlung erzeugt. Die in unserer Sonne produzierten axionähnlichen Teilchen – solare Axionen – sind Kandidaten für heiße dunkle Materie. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt ASiD zielt darauf ab, solare Axion-Wechselwirkungen in der Silizium-Photovervielfacher-Sensoranordnung des DarkSide-20k-Experiments nachzuweisen. Im Projekt inbegriffen ist die Ausbildung in fortgeschrittenen Forschungsverfahren, die Durchbrüche in der Astroteilchenphysik ermöglichen sollen.

Ziel

Dark matter constitutes approximately 85 % of our Milky Way galaxy. Relic axions and Weakly interacting massive particles (WIMPs) are two of the most promising candidates for dark matter. Axions were proposed to explain the invariance of the two discrete symmetries P and CP, in strong interactions while the rest of the Standard Model (SM) violates them. While relic axions were produced in abundance during the big bang, axion-like-particles are produced in stars due to Compton-like and bremsstrahlung processes. The axion-like-particles produced in Sun are called the solar axions. Because the solar axions are relativistic, they are a candidate for hot dark matter. This project aims at detecting the solar axion interaction and the diurnal and annual modulation of light dark matter particles in the silicon of the state-of-the-art Silicon Photomultipliers (SiPM) sensor array of the DarkSide-20k experiment. The proposed search would be first of its kind. This project involves training in new and advanced research techniques which will pave the way towards a successful career in astroparticle physics for the applicant and the transfer of knowledge to the host institution.

Koordinator

ROYAL HOLLOWAY AND BEDFORD NEW COLLEGE
Netto-EU-Beitrag
€ 212 933,76
Adresse
EGHAM HILL UNIVERSITY OF LONDON
TW20 0EX Egham
Vereinigtes Königreich

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Region
South East (England) Surrey, East and West Sussex West Surrey
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 212 933,76