Direkte Suche nach Dunkler Materie mit dem XENON100-Experiment und ultrareines Xenon

通过 XENON100 实验和超纯氙直接寻找暗物质

• 批准号: 193167445
• 负责人: Professor Dr. Christian Weinheimer
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Kernphysik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2010-12-31 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/193167445?language=en
• 关键词: Direkte; Suche; nach; Dunkler; Materie

Das XENON100-Experiment sucht direkt nach Teilchen der Dunklen Materie mit einer 2 Phasen Xenon-TPC im Gran Sasso Untergrundlabor. Aufgrund des 170 kg schweren Targets hat es schon während der Inbetriebnahme nach 11 effektiven Messtagen eine höhere Empfindlichkeit auf leichte WIMP-Massen als alle übrigen Experimente erreicht. Mit der eigentlichen Datennahme soll die Empfindlichkeit nochmal um über eine Größenordnung auf Wirkungsquerschnitte bis hinunter zu 2•10−45 cm2 gesteigert werden. Ein entscheidender Punkt für die Qualität des Experiments ist die Reinheit des Xenon-Targets, da zum einen die durch WIMP-Wechselwirkung entstehenden Elektronen über bis zu 60 cm im flüssigen Xenon in die Xenon-Gasphase gedriftet werden müssen und zum anderen eine Verunreinigung mit Krypton und damit mit dem radioaktiven Isotop 85Kr oberhalb eines Niveaus von 50 ppt vermieden werden muss. Mit diesem Projekt soll das Gasreinigungssystem durch einfache Erweiterungen für den Langzeitbetrieb tauglich gemacht und verbessert werden sowie die Reinigungsmethoden weiterentwickelt werden. Weiterhin sollen wichtige Beiträge zur Datennahme und -auswertung insbesondere im Hinblick auf systematische Unsicherheiten (Driftlänge, 85Kr-Untergrund, Lichtsammeleffizienz) geleistet werden.

XENON 100--实验是在大规模实验室中直接进行的，实验材料为双相氙-TPC。在170公斤的目标上，它将在11个有效的试验阶段内被植入，这是一个在所有实验中都不正确的弱相互作用质量的实验。在本征数据中，只有在2·10−45 cm 2韦尔登上形成一个粗纤维层。实验质量的一个关键点是氙靶的本质，通过WIMP-微波选择器将电子束导入60 cm的氙气相中，然后用氪和放射性同位素85 Kr测量50 ppt的Niveaus。该项目通过一种有效的方法来解决天然气系统的问题，这种方法可以使天然气系统的韦尔登和韦尔登的方法变得更好。Weiterhin sollen wichtige Beiträge zur Datennahme und -auswertung insbesondere im Hinblick auf systematische Unsicherheiten（Driftlänge，85 Kr-Untergrund，Lichtsammeleffizienz）geleistet韦尔登.

项目成果

Exclusion of leptophilic dark matter models using XENON100 electronic recoil data

使用 XENON100 电子反冲数据排除亲疏暗物质模型

• DOI: 10.1126/science.aab2069
• 发表时间: 2015-07
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: Wang, H.;Weber, M.;Weinheimer, C.;Zhang, Y
• 通讯作者: Zhang, Y

Dark matter results from 100 live days of XENON100 data.

• DOI: 10.1103/physrevlett.107.131302
• 发表时间: 2011-04
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: E. Aprile;K. Arisaka;F. Arneodo;A. Askin;L. Baudis;A. Behrens;K. Bokeloh;E. Brown;T. Bruch

Limits on spin-dependent WIMP-nucleon cross sections from 225 live days of XENON100 data.

• DOI: 10.1103/physrevlett.111.021301
• 发表时间: 2013-01
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: E. Aprile;M. Alfonsi;K. Arisaka;F. Arneodo;C. Balan;L. Baudis;B. Bauermeister;A. Behrens;P. Beltra