Rare Event Searches-Experimente

Die Experimente zur Suche nach seltenen Ereignissen spielen eine immer wichtigere Rolle bei der Suche nach neuer Physik, von der Dunklen Materie bis zur Neutrinophysik.

Die Dynamik von Galaxien und Galaxienhaufen deutet auf die Existenz von kalter Dunkler Materie hin. Es gibt viele unterschiedliche Kandidaten für Dunkle Materie. Bei der direkten Suche nach Dunkler Materie liegt allerdings der Fokus der meisten Experimente auf sogenannten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Dies sind also unbekannte Teilchen jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik, die nicht nur gravitativ sondern auch schwach mit den bekannten Teilchen wechselwirken können.

Bei Experimenten zur direkten Suche nach Dunkler Materie wird nach Wechselwirkungen dieser WIMPs mit den Atomkernen des Detektormaterials gesucht. Da die Wechselwirkung zwischen den hypothetischen WIMPs und Atomkernen sehr schwach ist, befinden sich alle Experimente zur direkten Suche nach Dunkler Materie in tiefen Untergrundlaboren, um sich gegen die kosmische Strahlung und natürliche Radioaktivität abzuschirmen.

Ein einzigartiger physikalischer Prozess für Präzisionsstudien von Neutrinoeigenschaften und für neue Physik jenseits des Standardmodells ist die kohärente elastische Neutrino-Kern-Streuung. Die experimentelle Signatur dieses Prozesses ist eine winzige Energie, die durch nuklearen Rückstoß im Zielmaterial deponiert wird.

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