Description du projet
Une nouvelle génération d’expériences en quête de candidats à la matière noire légère
Faire la lumière sur la nature de la matière noire, qui constitue environ 85 % de la masse totale de l’univers, est l’une des quêtes les plus fascinantes de la physique. Les physiciens sont depuis longtemps à la recherche des particules de matière noire ayant fait l’objet d’hypothèses, baptisées particules massives interagissant faiblement (WIMP pour weakly interacting massive particles). Les détecteurs de matière noire de pointe ne possèdent pas la sensibilité nécessaire pour détecter ces candidats à la matière noire légère. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet DarkSphere mettra à profit des techniques expérimentales pour tester l’hypothèse WIMP (avec des masses de particules légères allant de 0,05 à 10 GeV) avec une sensibilité sans précédent. Les chercheurs utiliseront le compteur proportionnel sphérique, un type de dispositif de détection à ionisation gazeuse qui compte les particules de rayonnement ionisant capable d’atteindre un seuil d’énergie aussi faible que l’électron.
Objectif
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.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinateur
B15 2TT Birmingham
Royaume-Uni