Descrizione del progetto
Un nuovo rivelatore criogenico dà impulso alla ricerca di particelle di materia oscura
Gli astronomi suppongono che circa il 20 % della materia totale sia fatta di materia regolare, tra cui stelle, galassie, atomi e vita, mentre il resto è fatto di materia oscura. La misteriosa natura della materia oscura rimane sconosciuta, ma potrebbe consistere in alcune particelle subatomiche non ancora scoperte. Ci sono prove convincenti che queste particelle subatomiche sono più leggere di quanto teorizzato inizialmente. Per scoprirle, servono soglie di rilevamento dell’energia e capacità di discriminazione dello sfondo che superano quelle dei rivelatori di ultima generazione. Finanziato nell’ambito del programma Marie Skłodowska-Curie, il progetto SELENDIS svilupperà una nuova tecnologia di rivelazione criogenica, detta «single-electron nuclear recoil discrimination» (discriminazione tra rinculi nucleari a singolo elettrone), che dovrebbe migliorare la capacità di rivelare particelle leggere di materia oscura. Il rivelatore proposto permetterà per la prima volta nella storia della ricerca della materia oscura l’identificazione del tipo di particella fino al singolo elettrone.
Obiettivo
Ordinary matter - which includes stars, galaxies, and the human body - only accounts for 20% of the total mass of the Universe. The missing mass consists of so-called Dark Matter (DM) which, while invisible, betrays its presence through gravitational effects on its surrounding environment. For the past several decades, DM particles have been extensively sought after but yet, keep eluding detection. Why? There is now compelling reasons to believe that these particles are lighter than first-anticipated. As a result, their discovery requires energy detection thresholds and background discrimination capabilities beyond state-of-the-art detector performance. The goal of this research proposal is to enable a potential light DM discovery. To achieve this aim, I want to develop a novel cryogenic detector technology called SELENDIS (Single ELEctron Nuclear recoil DIScrimination). The proposed detector will allow for the first time in DM search history for particle-type identification down to single electrons. After only two weeks of data taking, SELENDIS’ sensitivity to light DM will exceed that of state-of-the-art experiments. Based on my 6 years experience in DM searches, I will develop advanced competencies in cryogenics, cold-electronics, signal treatment, to cite but a few, in a multidisciplinary framework. I will work in a laboratory equipped with a cryostat with world-leading vibration levels within a team of experts in the development of cryogenic detectors for DM searches with EDELWEISS and low-energy neutrino physics with RICOCHET. Hosted in a top-class institution (IPNL/CNRS), this 24-month Marie Curie fellowship will support my future scientific career by providing me with technological competencies, broadening my network opportunities and developing my leadership capabilities. Because SELENDIS represents the next generation of light DM detectors, this research will contribute to European excellence and competitiveness in a frontier research field.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinatore
75794 Paris
Francia