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Searching for axion and axion-like-particle dark matter in the laboratory and with high-energy astrophysical observations

Projektbeschreibung

Die Suche nach hellen Kandidaten für dunkle Materie

Die dunkle Materie, von der die Wissenschaft annimmt, dass sie mehr als 80 % der Materie des Universums ausmacht, gehört zu den unergründlichsten Rätseln der modernen Physik. Licht-Axionen und axionenähnliche Teilchen gehören zu den bekanntesten Kandidaten für dunkle Materie, die durch ihre Oszillationen in Photonen im Beisein von Magnetfeldern nachgewiesen werden konnten. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts AxionDM ist die Weiterentwicklung ehrgeiziger neuer Ideen und Technologien aus den Materialwissenschaften, die die Suche nach Axionen dunkler Materie und axionenähnlichen Teilchen revolutionieren können, und die Verwendung astronomischer Beobachtungen, um nach komplementären Signalen zu suchen. Diese astrophysikalische Suche wird sich auf die Beobachtung hoch energetischer Gammastrahlen mithilfe des Weltraumteleskops Fermi sowie aktueller und zukünftiger bildgebender Luft-Tscherenkow-Teleskope konzentrieren.

Ziel

The nature of dark matter, which makes up more than 80% of the Universe's matter content, remains unknown. Light axions and axion-like particles (ALPs) are well motivated dark-matter candidates that could be detected through their oscillations into photons in the presence of magnetic fields. Here, complementary laboratory and astrophysical searches for dark-matter axions and ALPs are proposed that will cover more than 10 orders of magnitude of possible axion and ALP masses.
The astrophysical searches will focus on high-energy gamma-ray observations with the Fermi Large Area Telescope as well as current and future imaging air Cherenkov telescopes. Photon-ALP oscillations would cause features in the spectra of distant galaxies as well as gamma-ray bursts from core-collapse supernovae. Axion and ALP decay would also increase the opacity of the Universe for gamma rays. These signals will be searched for through novel comparisons of gamma-ray data and model predictions.
The laboratory searches will focus on contributions to the Any Light Particle Search (ALPS II) and International Axion Observatory (IAXO) experiments. New analysis and simulation frameworks, as well as trigger concepts, will be developed in order to significantly improve the background rejection for the Transition Edge Sensor (TES) detector employed in the ALPS experiment. These improvements could pave the way for an ALP detection in the laboratory with first data runs at the ALPS II experiment planned in 2021. Monte Carlo simulations will be used to assess whether TES detectors can achieve the low background rates required for IAXO. Such high energy resolution detectors could help to precisely measure the axion/ALP mass through mass-dependent spectral features.
Through an unprecedented investigation of axion and ALP signatures and by enhancing the sensitivity of future laboratory experiments, the proposed research will discover or rule out so-far unprobed dark-matter axions and ALPs.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

ERC-STG - Starting Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

SYDDANSK UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 770 380,50
Adresse
CAMPUSVEJ 55
5230 Odense M
Dänemark

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Region
Danmark Syddanmark Fyn
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 770 380,50

Begünstigte (2)

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