Simulation für die Suche nach dunkler Materie mit CRESST
Simulation for the search of dark matter with CRESST
DACH: Österreich - Deutschland - Schweiz
Wissenschaftsdisziplinen
Informatik (20%); Physik, Astronomie (80%)
Keywords
-
Dark Matter,
Simulation,
Cryogenic Detectors
Über 80% der gesamten im Universum vorhandenen Materie leuchtet nicht, die sogenannte dunkle Materie. Durch die Einführung eines neuen Teilchens, welches über die Gravitation hinaus höchstens schwach mit der bekannten Materie in Beziehung tritt, könnte die fehlende Materie erklärt werden. Die Vorhersagen für die Masse dieses Teilchens umspannt mehrere Größenordnungen. In letzter Zeit haben Modelle mit einem Massenbereich für dunkle Materie Teilchen zwischen wenigen MeV und einigen GeV großes Interesse erzeugt. Das CRESST-Experiment, dass momentan am Gran Sasso Labor in Italien betrieben wird, ist ein für die Suche nach der dunklen Materie optimiertes Experiment, dass nach Streuungen von dunkle Materie Teilchen mit herkömmlicher Materie sucht. Die Energie des Streuprozesses wird in Gitteranregungen des Detektorkristalls umgewandelt, den sogenannten Phononen, und anschließend mit einem Sensor an der Sprungtemperatur ausgelesen. Mit den bisher von CRESST gesammelten Daten konnte bisher kein Signal beobachtet worden, jedoch sind die Ausschlussgrenzen für dunkle Materie Kandidaten mit einer Masse von weniger als 2 GeV die besten unter den Experimenten zur direkten Suche nach dunkler Materie. Im ersten Förderzeitraum konnte die Nachweisschwelle für Kernrückstöße auf 30 eV gesenkt werden, eine Verbesserung von einer Größenordnung im Vergleich zu vorhergehenden CRESST Detektoren und eine der niedrigsten Schwelle aller Experimente. Bei Rückstoßenergien unterhalb von 200 eV steigt die Ereignisrate allerdings sprunghaft an und der Ursprung dieser Energiedepositionen ist noch nicht verstanden. Studien zur Identifizierung dieser Energiedepositionen sind zentraler Teil des Projekts. Diese Studien basieren einerseits auf detaillierten Simulationen als auch auf der Analyse von Experimentdaten. Neben der Entschlüsselung dieses unbekannten Untergrunds sollen, neben dem bisherigen Detektormaterial Calciumwolframat, weitere Detektormaterialien für die Kristalle, z.B. Saphir, zum Einsatz kommen. Diese Kristalle und deren Untergrundeigenschaften müssen ebenfalls simuliert werden. .
- Federica Petricca, Max Planck-Institut München - Deutschland
- Stefan Schönert, Technische Universität München - Deutschland
Research Output
- 37 Zitationen
- 12 Publikationen
-
2023
Titel Secular equilibrium assessment in a CaWO4 target crystal from the dark matter experiment CRESST using Bayesian likelihood normalisation DOI 10.1016/j.apradiso.2023.110670 Typ Journal Article Autor Angloher G Journal Applied Radiation and Isotopes Seiten 110670 Link Publikation -
2023
Titel Latest observations on the low energy excess in CRESST-III DOI 10.21468/scipostphysproc.12.013 Typ Journal Article Autor Angloher G Journal SciPost Physics Proceedings Seiten 013 Link Publikation -
2022
Titel EXCESS workshop: Descriptions of rising low-energy spectra DOI 10.21468/scipostphysproc.9.001 Typ Journal Article Autor Adari P Journal SciPost Physics Proceedings Seiten 001 Link Publikation -
2022
Titel Testing spin-dependent dark matter interactions with lithium aluminate targets in CRESST-III DOI 10.48550/arxiv.2207.07640 Typ Other Autor Angloher G -
2022
Titel Latest observations on the low energy excess in CRESST-III DOI 10.48550/arxiv.2207.09375 Typ Other Autor Angloher G -
2022
Titel Secular Equilibrium Assessment in a $\mathrm{CaWO}_4$ Target Crystal from the Dark Matter Experiment CRESST using Bayesian Likelihood Normalisation DOI 10.48550/arxiv.2209.00461 Typ Other Autor Angloher G -
2022
Titel Towards an automated data cleaning with deep learning in CRESST DOI 10.48550/arxiv.2211.00564 Typ Other Autor Angloher G -
2022
Titel Results on sub-GeV Dark Matter from a 10 eV Threshold CRESST-III Silicon Detector DOI 10.48550/arxiv.2212.12513 Typ Other Autor Angloher G -
2023
Titel Observation of a low energy nuclear recoil peak in the neutron calibration data of the CRESST-III Experiment DOI 10.48550/arxiv.2303.15315 Typ Other Autor Angloher G -
2023
Titel High-Dimensional Bayesian Likelihood Normalisation for CRESST's Background Model DOI 10.48550/arxiv.2307.12991 Typ Preprint Autor Angloher G -
2022
Titel EXCESS workshop: Descriptions of rising low-energy spectra DOI 10.5167/uzh-225638 Typ Other Autor Adari -
2022
Titel EXCESS workshop: Descriptions of rising low-energy spectra DOI 10.48550/arxiv.2202.05097 Typ Other Autor Adari P