Perspectivas para a detecção de eventos da névio de neutrinos em experimentos de matéria escura à base de argônio líquido

• Processo: 24/19553-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Edivaldo Moura Santos
• Beneficiário: Christopher Dorvino Reis
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/11489-7 - Em busca da matéria escura, AP.ESP
• Assunto(s): Física de neutrinos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Coherent elastic neutrino-nucleus scattering | DarkSide Collaboration | Neutrino fog | Física de neutrinos

Resumo

Fontes dentro e fora da Terra geram neutrinos com um espectro de energia que se estende de centenas de MeV a dezenas de TeV. Com o aumento em tamanho dos detectores empregados nas buscas por matéria escura (DM), logo se reconheceu que tais detectores começariam a detectar eventos associados ao fluxo de neutrinos produzidos no Sol, na crosta terrestre (geoneutrinos), em reatores nucleares, na atmosfera devido a interações de raios cósmicos e em explosões de supernovas. O fluxo de tais neutrinos é o que se tem denominado névoa de neutrinos e representará uma fonte de fundo para as buscas por DM se os limites na seção de choque de interação entre matéria escura e matéria do modelo padrão continuarem sendo baixados à medida que os detectores aumentam em tamanho. Dado que as primeiras indicações de neutrinos solares interagindo com um detector à base de xenônio líquido (XENONnT) foram anunciadas recentemente, e levando em conta que há um esforço global de se escalonar o tamanho de detectores baseados em argônio líquido (LAr), sendo o DarkSide-20k, com suas 20 toneladas de LAr o primeiro grande passo nesse sentido, este projeto de doutorado direto aumeja fazer previsões para a deteção de neutrinos da névoa num alvo do tipo LAr.