Projektbeschreibung
Die Bildung von Antikernen auf neuen Wegen erforschen
Das ERC-finanzierte Projekt CosmicAntiNuclei wird die Mechanismen der Erzeugung von leichten Kernen und Antikernen im Zusammenhang mit hochenergetischen Wechselwirkungen erforschen. Das Projekt wird unter Einsatz von Präzisionsmessungen der Erzeugung von seltenem Anti-Helium bei Proton-Proton-, Proton-Kern- und Kern-Kern-Kollisionen mit dem ALICE-Detektor als Teil des Large Hadron Collider (LHC) in der Großforschungseinrichtung CERN das ALICE- und LHC-Physikprogramm auf den astrophysikalischen Bereich ausweiten. Im Einzelnen wird es auf systematische und umfassende Weise auf die Modellierung der Erzeugung leichter Antimaterie-Cluster abzielen, die notwendig ist, um die erwarteten Signal- und Hintergrundwerte für die Suche nach Antikernen dunkler Materie in weltraumgestützten Versuchsanordnungen und Ballonexperimenten vorherzusagen. Das Projekt wird einem innovativen Ansatz auf der Grundlage der Messung von Zwei-Teilchen-Korrelationen folgen, um die Bildung von Antikernen durch Koaleszenz in Abhängigkeit von der Kernwellenfunktion und den Eigenschaften der teilchenemittierenden Quelle zu untersuchen.
Ziel
Visible matter constitutes only 5% of the matter-energy content of the Universe, whereas the remaining 95% is constituted by unknown forms of matter (20%) and energy (75%) that appear as ``dark'' to us. In the landscape of Dark Matter searches, antinuclei are a promising, almost background-free smoking gun signal for WIMPs and are a target of indirect dark matter searches.
This project attacks in a systematic and comprehensive way the modelling of light antimatter cluster formation, necessary to predict the expected signal and background rates for dark matter antinuclei searches in space-borne experiments.
The programme is based on precision measurements of rare antihelium production in proton-proton, proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions with the ALICE detector at the CERN LHC.
An innovative approach based on the measurement of two-particle correlations will be applied for the first time to investigate experimentally antinuclei formation via coalescence in relation to the nucleus wavefunction and interaction potential. The results of the analysis of the ALICE data will be input for the modelling of antinuclei formation and propagation in the Galaxy. The final goal of the project is to obtain a prediction for the expected cosmic ray antihelium background rate for AMS-02, further enhancing the scientific value of the proposed research programme.
The outcome of this project will shed light on the production mechanisms of light nuclei and antinuclei in high-energy interactions. In addition, it will extend the ALICE and LHC physics programme to the astrophysical domain, with a deep innovative impact in a well-established field of research. It will have direct fundamental applications to indirect dark matter searches with existing (AMS-02) and future (GAPS, AMS-100) experiments, providing relevant input to frontier research in this sector.
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: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Italien