Direkte Messung dunkler Materie: Untersuchung von MeV Massen

Astronomische Messungen zeigen, dass das Universum überwiegend dunkel ist: 85 % der Materie im Universum bestehen aus sogenannter Dunkler Materie. Während die Existenz der Dunklen Materie als erwiesen gilt, bleibt ihre Zusammensetzung völlig unbekannt. Wir versuchen, dieses Rätsel mit dem CRESST Experiment zu lösen, dessen Ziel es ist potenzielle Wechselwirkungen von Dunkle-Materie-Teilchen nachzuweisen. CRESST ist ein Experiment, das für den Nachweis von leichten Dunkle-Materie-Teilchen optimiert ist; das Kernelement dazu ist eine extrem niedrige Energieschwelle für den Nachweis von Teilchenwechselwirkungen in den CRESST Detektoren. Derzeit wird die Empfindlichkeit von CRESST und allen anderen Experimenten dieser Art durch das Auftreten eines bisher nicht vollständig verstandenen Hintergrunds, genannt Low-Energy- Excess (LEE), begrenzt. Mit diesem Projekt (Direkter Nachweis von Dunkler Materie: Erforschung des MeV-Massenbereichs) tragen wir zu den Bemühungen von CRESST bei, diesen LEE zu lösen, indem wir eine Detektor-Testeinrichtung am HEPHY in Wien einrichten und Prototypdaten analysieren. Basierend auf neu gewonnenen Erkenntnissen plant CRESST den Bau von Detektoren ohne LEE, deren Dunkle-Materie-Daten im Rahmen dieses Projekts analysiert werden sollen. Für diese Aufgabe werden wir auch Software zur Datenanalyse (weiter)entwickeln und Monte-Carlo-Simulationen durchführen, um die Hintergründe im CRESST-Experiment präzise zu bestimmen. Dieses Projekt ist Teil des Sonderforschungsbereichs Neutrinos und Dunkle Materie in der Astro- und Teilchenphysik, gefördert von der DFG (Deutschland) und dem FWF (Österreich). Es ist eingebettet in die gemeinsame Forschungsgruppe zur Suche nach seltenen Ereignissen (Rare Event Search) des Atominstituts der TU Wien und des Instituts für Hochenergiephysik in Wien (HEPHY, Österreichische Akademie der Wissenschaften). Geleitet wird es von Florian Reindl (TU Wien).