Projektbeschreibung
Mit Experimenten der nächsten Generation auf der Suche nach Kandidaten für leichte Dunkle Materie
Die Entschlüsselung der dunklen Materie, die rund 85 % der gesamten Masse im Universum ausmacht, ist eine der faszinierendsten Aufgaben der Physik. Die wissenschaftliche Gemeinde der Physik sucht bereits seit langem nach hypothetischen Teilchen der Dunklen Materie, den sogenannten schwach wechselwirkenden massiven Teilchen (WIMPs). Doch selbst modernste Dunkle-Materie-Detektoren bieten nicht die nötige Empfindlichkeit, um solche Kandidaten für leichte Dunkle Materie zu entdecken. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt DarkSphere wird experimentelle Techniken anwenden, um die WIMP-Hypothese mit bisher unerreichter Empfindlichkeit zu testen. Die Masse der leichten Teilchen soll dabei im Bereich 0,05-10 GeV liegen. Die Forschenden werden dazu einen sphärischen Proportionalzähler einsetzen. Dabei handelt es sich um einen Gasionisationsdetektor, der Teilchen der Ionisierungsstrahlung mit einer niedrigen Energieschwelle bis in den Bereich eines einzelnen Elektrons zählen kann.
Ziel
The aim of DarkSphere is to shine a light on the nature of Dark Matter (DM), with the NEWS-G direct detection experiment that focuses in the low mass region. Through the novel detector concept of Spherical Proportional Counters, the experiment will provide for the first time access to the 0.1 - 10 GeV mass region, which is highly motivated by the Higgs boson discovery and the non-observation of supersymmetry at the CERN Large Hadron Collider. The innovative detector concept offers a number of advantages, including: very low energy detection threshold, background rejection capabilities, and construction of large volume using solely radiopure materials. Furthermore, in contrast to other direct detection experiments, using a choice of light target gases, including hydrogen, helium, and neon, allows the NEWS-G experiment to kinematically match the target to the DM candidate mass, and thus maximise its sensitivity for each mass in the region of interest. Within the project a number of advances will be achieved in terms of detector optimisation and simulation through original measurements, background measurement methods, physics analysis with novel classification and statistical inference methods, and advances in DM phenomenology. Beyond use in fundamental physics research, the detector concepts relevant for DarkSphere have potential for industrial and medical applications, which are also explored.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF-EF-ST - Standard EFKoordinator
B15 2TT Birmingham
Vereinigtes Königreich