Suche nach Dunkler Materie und Compton-Polarimetrie am Internationalen Linear Collider

• Applicant: Dr. Jenny List
• Subject Area: Nuclear and Elementary Particle Physics, Quantum Mechanics, Relativity, Fields
• Term: from 2005 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 17752283

Nach neusten Erkenntnissen macht die uns bekannte Materie lediglich 4,6% der Materiedichte des Universums aus. Die Frage nach der Natur der anderen beiden Komponenten, der Dunklen Energie und der Dunklen Materie, steht im Schnittpunkt von Kosmologie und Teilchenphysik. Kandidaten für schwach wechselwirkende, massive Teilchen (WIMPs), welche die Dunkle Materie bilden könnten, werden von einer Vielzahl von Erweiterungen des Standardmodells der Teilchenphysik vorhergesagt. Der in Planung befindliche International Linear Collider (ILC) bietet hervorragende Bedingungen, um solche Teilchen nachzuweisen und ihre Eigenschaften so genau zu bestimmen, dass daraus die Natur und die Parameter der zugrundeliegenden Theorie abgeleitet werden können. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll eine Arbeitsgruppe aufgebaut werden, die die Sensitivität des ILC auf WIMPs verschiedener Modelle untersucht, um die Anforderungen an Beschleuniger und Detektor für einen möglichst guten Nachweis von WIMPs zu präzisieren. Die Polarisation der Strahlen am ILC wird eine wichtiges Instrument sein, um Untergrundprozesse zu unterdrücken, Signalprozesse anzureichern und Eigenschaften neuer Teilchen zu bestimmen. Hierfür muss die Polarisation beider Strahlen mit bisher nicht erreichter Genauigkeit von ca. 0,25 % gemessen werden. Die bisherigen Überlegungen, wie ein Compton-Polarimeter in das Beam Delivery System des ILC integriert werden kann, sollen konkretisiert werden. Speziell soll ein Prototyp für den Detektor, der die Compton-gestreuten Elektronen nachweisen kann, entwickelt und im Teststrahlbetrieb am DESY überprüft werden.

• DFG Programme: Independent Junior Research Groups