Projektbeschreibung
Hochentwickelte Zeitprojektionskammern erlauben direkte Beobachtung dunkler Materie
Das Ziel des EU-finanzierten Projekts INITIUM ist es, Weiterentwicklungen bei gasgefüllten Zeitprojektionskammern zur direkten Detektion vielversprechender Kandidaten für dunkle Materie zu realisieren. Dank jüngster Fortschritte bezüglich der Verstärkung in Mikrostruktur-Gasdetektoren sowie bei Auslesetechniken sind Zeitprojektionskammern heute als ausgereifte Technologie für groß angelegte Experimente einsetzbar. Ihre überragende Leistung kommt durch ihre Fähigkeit, Neutronen und Elektronen voneinander zu unterscheiden, und ihre Richtungsempfindlichkeit zustande, außerdem ist hier Fiduzialisierung auch bei niedrigen Energien möglich. Das Projektteam wird die erste Negativ-Ion-Zeitprojektionskammer mit einem Volumen von 1 m3 konzipieren. Diese soll über eine Verstärkungsfunktion sowie eine optische Ausgabe verfügen, die mittels Gaselektronenmultiplikatoren beziehungsweise Kameras auf CMOS-Basis realisiert werden und mit einem Fotovervielfacher für die richtungsbasierte Suche nach dunkler Materie ausgestattet sein.
Ziel
INITIUM: an Innovative Negative Ion TIme projection chamber for Underground dark Matter searches. INITIUM goal is to boost the advancement of gaseous Time Projection Chamber detectors in the Dark Matter (DM) searches field, one of the most compelling issues of todays fundamental physics. I believe this approach to be superior because of its active neutron/electron discrimination, directional and fiducialization capability down to low energies and versatility in terms of target material. Thanks to recent advances in Micro Pattern Gas Detectors amplification and improved readout techniques, TPCs are nowadays mature detectors to aim at developing a ton-scale experiment. INITIUM focuses on the development and operation of the first 1 m3 Negative Ion TPC with Gas Electron Multipliers amplification and optical readout with CMOS-based cameras and PMTs for directional DM searches at Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). INITIUM will put new significant constraints in a DM WIMP-nucleon scattering parameter space still unexplored to these days, with a remarkable sensitivity down to 10-42-10-43 cm2 for Spin Independent coupling in the 1-10 GeV WIMP mass region. As a by-product, INITIUM will also precisely and simultaneously measure environmental fast and thermal neutron flux at LNGS, supplying crucial information for any present and future experiment in this location. Consequently, I will demonstrate the proof-of-principle and scalability of INITIUM approach towards the development of a ton-scale detector in the context of CYGNUS, an international collaboration (of which I am one of the Spokespersons and PIs) recently gathered together with the aim to establish a Galactic Directional Recoil Observatory, that can test the DM hypothesis beyond the Neutrino Floor and measure the coherent scatter of galactic neutrinos, generating a significant long-term impact on detection techniques for rare events searches.
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. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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