Avalos, Nicolás E. (2021) El experimento dark matter daily modulation / The dark matter daily modulation experiment. Maestría en Ciencias Físicas, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Resumen en español
El experimento Dark Matter Daily Modulation (abreviado DM2 o DMSQUARE), actualmente instalado a nivel de superficie en Bariloche, busca interacciones de materia oscura en un Skipper-CCD. Para distinguir los eventos del fondo se busca una modulación diurna que se daría por interacción de las partículas de materia oscura con los núcleos y electrones presentes en la Tierra. Bariloche es un lugar ideal para buscar esta modulación por su ubicación opuesta al viento de materia oscura proveniente de la dirección de Cygnus, a 40º de latitud norte. En esta tesis se presenta la motivación para realizar este experimento, explicando a qué se llama materia oscura, describiendo algunos candidatos, enumerando antecedentes de detección directa y detallando el efecto de modulación diurna esperado. Se habla además del tipo de detector utilizado, comentando el principio de funcionamiento de los dispositivos de carga acoplada (CCDs), su uso como detectores de partículas y los beneficios de la lectura en modo Skipper. Se describe y muestran resultados de un simulador del transporte de carga en el interior de CCDs gruesos que incluye el fenómeno de repulsión Coulombiana, desarrollado para efectuar cálculos en tarjetas grácas (GPUs). Con este simulador, llamado G-CoReCCD, se pueden obtener aceleraciones de hasta 500 veces respecto del código ejecutado en CPU. También se describe el montaje del experimento en Bariloche, la instalación del detector y su electrónica asociada, la criogenia implementada para mantener al Skipper-CCD en su temperatura de trabajo (menor a 140 K) y las pruebas efectuadas para poner en marcha las mediciones. Se introduce además el sitio experimental subterráneo en Sierra Grande, donde se planea ubicar el experimento en un futuro. Por último se explica cómo se procesan las imágenes adquiridas para obtener datos útiles para la física del experimento y se presentan los resultados obtenidos hasta el momento. En particular, se detallan las fuentes de eventos de 1 electrón que aportan al ruido de fondo del experimento y se efectúa un análisis de la tasa de conteo de 1 y 2 electrones. Se obtuvo para interacciones de un único electrón una tasa de 0,12 eventos/pix/día y no se encontró correlación significativa con la altitud de Cygnus.
| Tipo de objeto: | Tesis (Maestría en Ciencias Físicas) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Dark matter; Materia oscura; [Direct detection; Detección directa; Diurnal modulation; Modulación diurna] |
| Referencias: | [1] Einasto, J. Dark Matter, 2010. ArXiv:0901.0632. [2] Andernach, H., Zwicky, F. English and Spanish Translation of Zwicky's (1933) The Redshift of Extragalactic Nebulae, 2017. ArXiv: 1711.01693. [3] Profumo, S. An introduction to particle dark matter. Advanced textbooks in physics. Hackensack, NJ: World Scientic, 2017. [4] Einasto, J., Kaasik, A., Saar, E. Dynamic evidence on massive coronas of galaxies. Nature, 250 (5464), 309-310, 1974. [5] Planck Collaboration, Aghanim, N., Akrami, Y., Ashdown, M., Aumont, J., Baccigalupi, C., et al. Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. A&A, 641, A6, 2020. [6] Randall, S. W., Markevitch, M., Clowe, D., Gonzalez, A. H., Bradac, M. Constraints on the Self- Interaction Cross-Section of Dark Matter from Numerical Simulations of the Merging Galaxy Cluster 1E 0657-5. ApJ, 679 (2), 1173-1180, 2008. [7] Hu, W., Barkana, R., Gruzinov, A. Fuzzy Cold Dark Matter: The Wave Properties of Ultralight Particles. Phys. Rev. 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| Materias: | Física > Física de altas energías |
| Divisiones: | Gcia. de área de Investigación y aplicaciones no nucleares > Gcia. de Física > Sistemas complejos y altas energías > Partículas y campos |
| Código ID: | 936 |
| Depositado Por: | Marisa G. Velazco Aldao |
| Depositado En: | 14 Jul 2021 11:24 |
| Última Modificación: | 14 Jul 2021 11:30 |
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