Discovering Dark Matter Particles in the Laboratory


Project leader


Funding source

The Knut and Alice Wallenberg Foundation


Project Details

Start date: 01/01/2015
End date: 31/12/2019
Funding: 28883000 SEK


Description

Den mörka materian i universum upptäcktes redan på 1930-talet av den schweiziske astronomen Fritz Zwicky. Idag står det utom rimligt tvivel att den mörka materian bör bestå av en ny sorts partikel som vi ännu inte har identifierat. Det enda vi vet är att den har ungefär fem gånger så stor genomsnittlig masstäthet som den vanliga materian i universum. Vi försöker nu febrilt att detektera dessa partiklar från rymden och på så sätt mäta deras egenskaper. I Sverige har vi hittills fokuserat på att detektera den mörka materian indirekt, det vill säga genom att leta efter spår av den i högenergetiska partiklar som kan uppkomma när den mörka materians partiklar antingen sönderfaller eller förintar varandra. Mörka materia kan också detekteras direkt: här placerar man mycket känsliga, nerkylda detektorer i gruvor, skyddade från strålning, djupt under marken. I dessa experiment hoppas man kunna detektera de mycket små energideponeringar som en partikel ur den mörka materian kan lämna efter sig om den -- i mycket sällsynta fall -- sprids i detektormaterialet. Denna detektionsmetod lovar att testa teorier om den mörka materian som inte kan testas på annat sätt. En av de mest framgångrika idéerna är att använda sig av detektorer baserade på flytande xenon, en teknik som har gjort stora framsteg de senaste 10 åren. I det föreslagna projektet vill vi använda oss av den mest känsliga detektorn i världen, som för närvarande byggs upp i en tunnel under Gran Sasso-massivet i Apenninska bergskedjan i Italien för att leta efter spår av den mörka materian. Utmaningen består i att minska bruset från radioaktiva isotoper och från kosmisk strålning som skulle kunna dölja den mycket svaga signalen från den mörka materian. Den extrema brusreducering som krävs kommer att kräva stor datorkraft och avancerade algoritmer, områden där vi i Sverige har goda förutsättningar att bidra med på ett avgörande sett. Att kunna använda sig av båda metoderna att leta efter den mörka materian ökar chanserna för upptäckt väsentligt. Stämmer vårt paradigm så är en upptäckt helt klart möjlig inom en ganska snar framtid.


External Partners


Last updated on 2017-22-03 at 07:13