Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

à procura da matéria que ainda não vemos e que é muito mais

do que aquela que vemos

Lisboa,13/4/07 Isabel Lopes

Matéria NegraA velocidade de rotação de estrelas e

galáxias indicam a presença de grande quantidade de massa que não é visível

0.5% estrelas3.5% He, H gás

4% átomos

22% matéria negra

74% energia negra

WIMPs ?(Weakly InteractingMassive Particles)

Detecção de WIMPs

WIMP

WIMP

núcleo

detector

WIMP colide com um núcleo do meio detector

núcleo recebe energia

núcleo transfere energia para os átomos do meio detector

produzindo

luz electrões

livres aumento de temperatura

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SINAL

Alguns problemas ....

Taxa de contagem MUITO BAIXA: >1 interacção/dia por 10 kg de massa no detector

WIMPs têm uma probabilidade MUITO BAIXA de colidirem com os núcleos

Construir detectores com MASSA ELEVADA e com EFICIÊNCIA ELEVADA

Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

SOLUÇÃO:

Mais problemas ....Existem muitas partículas com origem

na radiação cósmicanos materiais radioactivos naturais em actividades humanas

que vão também produzir sinais no detector (i.e. RUÍDO)

detector

Como distinguir os WIMPsentre tanto ruído?

Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

É necessário diminuir o ruído!

Como diminuir o “ruído”?

Fazer a experiência num subterrâneo

Radiação cósmicaé absorvida na rocha

WIMPs atravessam a rocha e podem chegar

até ao detector

1100 m

Laboratóriosubterrâneo

Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

e usar materiais de muito baixa radioactividade

DETECTOR

Experiências de Detecção Directa de Matéria Negra no

Mundo ZEPLINDRIFT

ROSEBUDIGEX-DM

ANAIS

CRESTCUORICINO

DAMAXENONGENIUSLIBRA

EDELWEISSSIMPLE

XMASSELEGANTLIF

PICASSOCLEANDEAP

CDMSORPHEUS

e mais estão a ser preparadas (WARP, ArDM, CUORE, etc)

Lisboa, 13/5/07 Isabel Lopes

LIPdesde 2000

1.1 km de profundidade (2.8 km w.e.)

Laboratório subterrâneo na Mina de Boulby (UK)

Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

O Programa ZEPLIN

✓ZEPLIN I – finalizado/publicado✓ZEPLIN II – primeiros resultados em pre-print• ZEPLIN III –em instalação na mina de Boulby

já foi testado à superfície (ICL)

• O futuro – detectores maiores (~ 1 ton) detectores multi-módulos

detectores de xénon líquido cada vez maiores e com melhor separação

sinal/ruído

Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

ZEPLIN III Collaboration

• 6 investigadores seniores• 1 investigador de pós-doutoramento• 2 estudantes de doutoramento• 1 estudante de mestrado• 1 licenciado• 2 técnicos

Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

Montagem do detector ZEPLIN III

Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes

Participação do LIP:

• Testes do ZEPLIN III à superfície

• Instalação do ZEPLIN III na Mina

• Desenvolvimento do software para monitorização e control do detector e dos sistemas de vazio, de gás, de arrefecimento e condensação do xénon

• Tomada e análise dos dados

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Planos para o futuro

ZEPLIN III2007: Instalação/Início da recolha de dados e análise (Boulby)2008-2009: Upgrade de ZEPLIN III (novos PMTs) / Recolha de

dados e análise dos dados

ZEPLIN IV, IVx4, MAX

1 tonelada de xénon

2007 Estudos de engenharia

2008 Início da construção

2009 Instalação subterrânea

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