IL PROGETTO:
POKER
POsition resonant into darK mattER
L’obiettivo di POKER è dimostrare sperimentalmente un nuovo approccio alla ricerca della materia oscura leggera, basato su una misura dell’energia mancante con un fascio di positroni che collide su un bersaglio spesso attivo. Quella della “materia oscura leggera” è una nuova ipotesi per spiegare la Materia Oscura, che prevede l’esistenza di nuove particelle appartenenti ad un “Settore Oscuro”, di massa inferiore ad 1 GeV, neutre rispetto alle interazioni del Modello standard e che si interfacciano con il nostro mondo attraverso una nuova forza.
Gli esperimenti agli acceleratori alla frontiera dell’intensità sono particolarmente adatte per esplorare questa ipotesi. Tuttavia, gli esperimenti attuali sono limitati dalla bassa sensibilità al segnale o dall’elevato numero di fondi attesi. Ciò richiede un cambio di paradigma. L’approccio proposto in POKER tenta di superare questa sfida. La nuova tecnica, basata sulla produzione di materia oscura leggera attraverso l’annichilazione dei positroni sugli elettroni atomici, è caratterizzata da una intensita’ del segnale maggiore rispetto a quella dei canali di reazione precedentemente esplorati e da una segnatura unica del segnale, che si manifesterebbe come un picco nella distribuzione dell’energia mancante.
La rianalisi dei risultati di esperimenti “tradizionali” di energia mancante basati su un fascio di elettroni, in cui sono presenti positroni secondari a bassa energia, ha già mostrato il potenziale di questa tecnica. POKER dimostrerà la sua sensibilità progettando ed eseguendo un esperimento prototipale presso la linea di fascio H4 del CERN con un rivelatore ottimizzato. Il test deve soddisfare requisiti molto rigorosi: il bersaglio spesso attivo deve essere in grado di rilevare ogni particella indicende a un rate molto elevato (MHz), operando con un’eccellente risoluzione energetica in un ambiente ad alta dose di radiazioni. POKER getterà le basi per la prima ricerca ottimizzata di materia oscura leggera in con un fascio di positroni, verificando la sensibilità di questa tecnica per una una grande varietà di casi fisici, dal modello minimale della “Light Dark Matter” a scenari più elaborati. L’esperimento pilota esplorerà un territorio attualmente sconosciuto nello spazio dei parametri del Settore Oscuro, rafforzando ancora di più il caso di fisica del progetto.
