Em busca da matéria escura

Resumo

O tema de nossa investigação é o da busca pela matéria escura. Abordaremos este tema tanto do ponto de vista experimental como fenomenológico, dando continuidade ao trabalho que já desenvolvemos nestas duas vertentes. Nosso grupo tem participado ativamente do experimento DarkSide, que tem como meta a detecção direta de matéria escura. Já do ponto de vista fenomenológico, temos atuado tanto no desenvolvimento de métodos para testar modelos além do padrão em física de partículas para matéria escura, como em realizar estes testes comparando modelos propostos com resultados experimentais. Contribuímos, também, na construção de modelos de matéria escura. Dado que resultados experimentais atuais excluem inúmeros candidatos à matéria escura, temos como objetivo principal a investigação de modelos que expandem os limiares usuais. Para isto, contamos com o fato de que os detectores de matéria escura atingiram um nível tecnológico de excelência, permitindo que, nos próximos anos, tenham sensitividade para testar seções de choque de interação no limiar inferior da interação fraca. Dentro deste objetivo, uma de nossas metas principais será a investigação de modelos na região de massas leves, em torno de unidades de GeV/$c^2$, bem como na região sub-GeV. Entre os modelos que analisaremos estão os que predizem os candidatos assimétricos e os que consideram o setor escuro. Dentre estes, alguns candidatos tem massas tão pequenas que interagem com os elétrons dos átomos do alvo. Assim, do ponto de vista fenomenológico, buscaremos expandir os modelos existentes. Experimentalmente, o grupo do IFUSP que participa do DarkSide já mostrou que é possível analisar dados nessas regiões de massa e teremos como objetivo determinar métodos para precisar essas medidas e atingir uma boa sensitividade para massas no intervalo de sub poucos~GeVs. Para atingir este objetivo, propomos a aquisição e comissionamento de uma "Neutron Gun'' no IFUSP. Como descrito em nosso projeto, temos dado contribuições significativas em todas essas áreas. Dessa forma aplicamos para este apoio, de forma a dar continuidade aos nossos projetos de contribuição nessa área. (AU)