Projektbeschreibung
Mit einer Quantensensor-Plattform könnten Axionen der dunklen Materie aufgespürt werden
Mehr als 25 % des Universums bestehen aus dunkler Materie. Anders als normale Materie interagiert sie nicht mit der elektromagnetischen Kraft, sie nimmt also kein Licht auf oder reflektiert es, sodass sie schwer zu erforschen ist. Die Zusammensetzung dunkler Materie ist eine der wichtigsten Fragen in der Kosmologie. Eine überzeugende These ist, dass sie aus sehr leichten und schwach interagierenden Axionen besteht, durch die es bei terrestrischen Experimenten zu Axion-Haloskopen kommt. Im ERC-finanzierten Projekt DarkQuantum wird eine quantengestützte Umgebung für die Teilchenphysik aufgebaut, bei der Quantensensortechnologien eingesetzt werden, um die Reichweite zu vergrößern, in der Axionenmasse untersucht werden kann. So könnten erstmals Axione bei Versuchen beobachtet werden.
Ziel
The unresolved nature of the Dark Matter permeating our Universe is one of the most pressing questions of modern science. It is connected to our very understanding of reality at the most fundamental level. The axion DM paradigm has recently emerged as one of the most compelling hypothesis to solve this question: Dark Matter would be composed by very light and very feebly interacting axions. This
paradigm is strongly motivated by theory, and predicts a clear signal in terrestrial experiments called axion haloscopes.
Pioneering experiments have reached enough sensitivity to test some realistic axion models in limited mass ranges, so far without a positive signal. However, there is still a large viable axion parameter space to be explored. The methods used to date will be inefficient to perform such a challenging task. Here our DarkQuantum consortium proposes a new way of addressing this gap using quantum sensing
technologies and hybrid quantum systems.
Specifically, we will combine quantum technologies and well established particle physics environments at CERN or DESY devoted to the detection of axions in the galactic halo. Building quantum-enhanced setups in particle physics environments is extremely challenging and needs expertise from very different fields of physics. Our consortium brings together experts from quantum circuits, very-low temperature
cryogenics, quantum measurements and particle physics, to build two quantum-enhanced haloscopes with unprecedented sensitivity and mass scanning range. The novel sensing strategies of the DarkQuantum project could lead to the experimental detection of axions for the first time. Such a fundamental discovery in connection with the long-standing DM problem would lead to a breakthrough in Physics
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftentheoretische PhysikTeilchenphysik
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenQuantenphysik
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsGastgebende Einrichtung
50009 Zaragoza
Spanien