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Search for light Dark Matter with a Spherical Proportional Counter

Descripción del proyecto

Nueva generación de experimentos en busca de candidatos a materia oscura ligeros

Una de las cruzadas más fascinantes de la física es desentrañar la naturaleza de la materia oscura, que compone aproximadamente un 85 % de la masa total del universo. Los físicos llevan mucho tiempo buscando unas hipotéticas partículas de materia oscura llamadas partículas masivas de interacción débil (WIMP, por sus siglas en inglés). Los detectores de materia oscura avanzados no tienen la sensibilidad necesaria para detectar estos candidatos a materia oscura ligeros. El proyecto DarkSphere, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, aprovechará técnicas experimentales para probar la hipótesis de las WIMP (masas de partículas ligeras con un rango entre 0,05 y 10 GeV) con una sensibilidad sin precedentes. Los investigadores utilizarán el contador proporcional esférico, un tipo de detector de ionización gaseosa que cuenta las partículas de radiación ionizante con un umbral energético bajo hasta un solo electrón.

Objetivo

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.

Régimen de financiación

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Coordinador

THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
Aportación neta de la UEn
€ 224 933,76
Dirección
Edgbaston
B15 2TT Birmingham
Reino Unido

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Región
West Midlands (England) West Midlands Birmingham
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 224 933,76