lisboa, 13/4/07isabel lopes à procura da matéria que ainda não vemos e que é muito mais do que...
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Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
à procura da matéria que ainda não vemos e que é muito mais
do que aquela que vemos
Lisboa,13/4/07 Isabel Lopes
Matéria NegraA velocidade de rotação de estrelas e
galáxias indicam a presença de grande quantidade de massa que não é visível
0.5% estrelas3.5% He, H gás
4% átomos
22% matéria negra
74% energia negra
WIMPs ?(Weakly InteractingMassive Particles)
Detecção de WIMPs
WIMP
WIMP
núcleo
detector
WIMP colide com um núcleo do meio detector
núcleo recebe energia
núcleo transfere energia para os átomos do meio detector
produzindo
luz electrões
livres aumento de temperatura
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
SINAL
Alguns problemas ....
Taxa de contagem MUITO BAIXA: >1 interacção/dia por 10 kg de massa no detector
WIMPs têm uma probabilidade MUITO BAIXA de colidirem com os núcleos
Construir detectores com MASSA ELEVADA e com EFICIÊNCIA ELEVADA
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
SOLUÇÃO:
Mais problemas ....Existem muitas partículas com origem
na radiação cósmicanos materiais radioactivos naturais em actividades humanas
que vão também produzir sinais no detector (i.e. RUÍDO)
detector
Como distinguir os WIMPsentre tanto ruído?
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
É necessário diminuir o ruído!
Como diminuir o “ruído”?
Fazer a experiência num subterrâneo
Radiação cósmicaé absorvida na rocha
WIMPs atravessam a rocha e podem chegar
até ao detector
1100 m
Laboratóriosubterrâneo
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
e usar materiais de muito baixa radioactividade
DETECTOR
Experiências de Detecção Directa de Matéria Negra no
Mundo ZEPLINDRIFT
ROSEBUDIGEX-DM
ANAIS
CRESTCUORICINO
DAMAXENONGENIUSLIBRA
EDELWEISSSIMPLE
XMASSELEGANTLIF
PICASSOCLEANDEAP
CDMSORPHEUS
e mais estão a ser preparadas (WARP, ArDM, CUORE, etc)
Lisboa, 13/5/07 Isabel Lopes
LIPdesde 2000
1.1 km de profundidade (2.8 km w.e.)
Laboratório subterrâneo na Mina de Boulby (UK)
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
O Programa ZEPLIN
✓ZEPLIN I – finalizado/publicado✓ZEPLIN II – primeiros resultados em pre-print• ZEPLIN III –em instalação na mina de Boulby
já foi testado à superfície (ICL)
• O futuro – detectores maiores (~ 1 ton) detectores multi-módulos
detectores de xénon líquido cada vez maiores e com melhor separação
sinal/ruído
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
ZEPLIN III Collaboration
• 6 investigadores seniores• 1 investigador de pós-doutoramento• 2 estudantes de doutoramento• 1 estudante de mestrado• 1 licenciado• 2 técnicos
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
Montagem do detector ZEPLIN III
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
Participação do LIP:
• Testes do ZEPLIN III à superfície
• Instalação do ZEPLIN III na Mina
• Desenvolvimento do software para monitorização e control do detector e dos sistemas de vazio, de gás, de arrefecimento e condensação do xénon
• Tomada e análise dos dados
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes
Planos para o futuro
ZEPLIN III2007: Instalação/Início da recolha de dados e análise (Boulby)2008-2009: Upgrade de ZEPLIN III (novos PMTs) / Recolha de
dados e análise dos dados
ZEPLIN IV, IVx4, MAX
1 tonelada de xénon
2007 Estudos de engenharia
2008 Início da construção
2009 Instalação subterrânea
Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes