Zwei neue Veröffentlichungen zur Suche nach dunkler Materie mit sphärischen Proportionalzählern

14. April 2025

Foto: KN

Forscherinnen und Forscher unserer Gruppe an der Universität Hamburg waren maßgeblich an zwei neuen Forschungsartikeln beteiligt, die am 11. April 2025 veröffentlicht wurden.

Im ersten Artikel, veröffentlicht in Physical Review Letters, werden neue Ergebnisse einer 10-tägigen Physik-Messreihe mit einem sphärischen Proportionalzähler mit einem Durchmesser von 135 cm vorgestellt, der im Laboratoire Souterrain de Modane betrieben wurde. Mit Methan als Zielmaterial trägt das Experiment zu neuen Einschränkungen bei, was spinabhängige Dunkle-Materie-Proton-Interaktionen im Massebereich zwischen 0,18 und 1,28 Mal der Masse des Protons betrifft. Diese Ergebnisse verbessern unser Verständnis der Dunklen-Materie-Interaktionen im sub-GeV-Bereich deutlich.

In begleitenden Artikeln, veröffentlicht in Physical Review D, werden detaillierte Messungen der mittleren Ionisationsausbeute und ihrer Fluktuationen in methanegefüllten sphärischen Proportionalzählern berichtet. Spezielle Kalibrierungsstudien, einschließlich UV-Laser-Messungen des Gasgewinns und Kampagnen mit ³⁷Ar- und Aluminiumfluoreszenzquellen, liefern wichtige Grundlagen für die Modellierung der Energieresponse des Detektors bei zukünftigen Dunkle-Materie-Suchen.

Diese Veröffentlichungen stellen einen Meilenstein bei der Suche nach sub-GeV Teilchen-Dunkler Materie mit sphärischen Proportionalzählern dar und ebnen den Weg für zukünftige Suchmaßnahmen, unter anderem mit dem DarkSPHERE-Detektor.

Weitere Informationen zu sphärischen Proportionalzählern und ihrer Anwendung bei Dunkle-Materie-Suchen finden Sie in unserem aktuellen Übersichtsartikel: https://arxiv.org/pdf/2502.11870