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Giga-Hertz Laboratory Experiment for Axion Dark Matter

Descrizione del progetto

Un esperimento sulle radiofrequenze alla ricerca della materia oscura assionica

La missione del progetto G-LEAD, finanziato dall’UE, è di identificare una volta per tutte la natura della materia oscura. Per raggiungere tale obiettivo, dovrà condurre l’esperimento sulle onde radio con frequenze dell’ordine dei gigahertz più sensibile al mondo. Lo studio si baserà sugli assioni, particelle ultraleggere la cui esistenza potrebbe risolvere il problema della CP forte nella fisica delle particelle e svelare la sospetta fonte della massa elusiva dell’universo. Il progetto sfrutterà la miscelazione meccanica quantistica, ovvero la capacità degli assioni di assumere le proprietà dei fotoni quando sono soggetti a un campo magnetico esterno. Se la materia oscura è costituita da assioni, le particelle subatomiche emetterebbero onde radio con frequenze dell’ordine dei gigahertz al passaggio attraverso un’interfaccia metallo/aria. L’esperimento all’avanguardia misurerà queste frequenze radio con elevata sensibilità, restringendo l’intervallo di massa degli assioni.

Obiettivo

The nature of the dark matter, making up most of the mass of the universe remains a mystery. The G-LEAD project aims at building an original experiment to test one of the favorite hypotheses for what dark matter could be : axions. Axions have been hypothesized in the late seventies and have been extensively searched for ever since. They elegantly solve the strong CP problem of the Standard Model and constitute a natural candidate for dark matter. Axions are expected to be very light particles and they would mix with photons in an external magnetic field. If dark matter is made of axions, a metal/air interface in a magnetic field would emit GHz radio waves. I hereby propose to build the first experiment aimed at producing and detecting this axion-induced interface radiation. As opposed to all other experiments, the G-LEAD experiment is designed to be broadband, and its setup is based on a simple and robust design. It will likely constitute the world-leading experiment in terms of sensitivity in its mass range during the course of the project. Beyond the publication of candidate signals or exclusion limits on axion parameters, prototypes will be built in order to make a proposal for a large-scale broadband experiment. The project relies on a pathfinder experiment conducted at CEA Saclay and will benefit from existing local installations. Planned realizations include a new spherical cap, a large aperture 3 T magnet, modules of magnetized interfaces, new antennas and radiometers. Two postdoctoral fellows and a PhD student will be hired. An outreach and specialized workshop program is also proposed.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Meccanismo di finanziamento

ERC-COG -

Istituzione ospitante

COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES
Contributo netto dell'UE
€ 2 112 093,00
Indirizzo
RUE LEBLANC 25
75015 PARIS 15
Francia

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Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Organizzazioni di ricerca
Collegamenti
Costo totale
€ 2 112 093,00

Beneficiari (1)