Medidas de Recuo Nuclear na Região de Baixas Massas do Experimento ReD.

• Processo: 22/09674-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2022
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Ivone Freire da Mota e Albuquerque
• Beneficiário: Ramon Perez Varona
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/18542-9 - Projeções de Sensibilidade para o experimento DarkSide, BE.EP.PD
• Assunto(s): Matéria escura Reações nucleares Método de Monte Carlo Detecção de matéria escura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: matéria escura | Reações Nucleares | Simulação de Monte Carlo | Detecção de matéria escura

Resumo

Este projeto de pós-doutorado se enquadra no esforço experimental para desvendar a composição da matéria escura. Mais especificamente, está vinculado ao grupo do IFUSP que participa da colaboração DarkSide, que busca a detecção direta de matéria escura.O projeto se enquadra no sub-grupo do DarkSide, o "Recoil Directionality Experiment" (ReD) que se propõe, entre outros objetivos, a medir mais precisamente a energia de recuo nuclear, num intervalo de baixíssimas energias, nas interações de nêutrons com um alvo de Argônio Líquido. Se espera que esta interação seja indiferenciável das interações da matéria escura neste alvo.O interesse nesta medida é motivado pela ausência de detecção, até o momento, em experimentos optimizados para sinais de mat éria escura com massas acima de 10 GeV/c2.Notamos que, dadas as várias ordens de grandeza relativas à seção de choque entre matéria escura e núcleons, ainda a serem testadas, as buscas por matéria escura nesta região de massa ainda são extremamente relevantes. No entanto, o fato de ainda não ter sido encontrada estimulou, tanto do ponto de vista experimental como teórico, a investigação de matéria escura com massas menores que 10 GeV/c2.Com objetivo de contribuir para a busca nesta região de baixas massas, o grupo do IFUSP, que integra as colaborações DarkSide e ReD, propôs medidas no âmbito do detector ReD, à partir de um feixe gerado por duas fontes distintas: fontes radioativas e por uma "Neutron Gun". Mostraram que estes são os modos mais eficazes de medir a transferência de energia nuclear, com a precisão necessária para garantir o sucesso na busca por matéria escura de baixas massas.Este pós-doutorado tem como objetivo contribuir com este esforço, desenvolvendo as simulações necessárias para o sucesso tanto da otimização do experimento destas fases do ReD, bem como contribuir com as análises dos dados que serão aí coletados. Como um último objetivo, temos a comparação de nossas medidas com modelos de energia de recuo nuclear, visando testa-los e selar ou não as suas validações.