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 Negra A velocidade de rotação de estrelas e galáxias indicam a presença de grande quantidade de massa que não é visível 74% energia negra 22% matéria negra WIMPs ? (Weakly Interacting Massive Particles) 0.5% estrelas 3.5% He, H gás Lisboa,13/4/07 4% átomos Isabel Lopes Detecção de WIMPs WIMP colide com um núcleo do meio detector WIMP núcleo recebe energia núcleo WIMP detector SINAL Lisboa, 13/4/07 núcleo transfere energia para os átomos do meio detector produzindo electrões livres luz aumento de temperatura Isabel Lopes Alguns problemas .... WIMPs têm uma probabilidade MUITO BAIXA de colidirem com os núcleos Taxa de contagem MUITO BAIXA: >1 interacção/dia por 10 kg de massa no detector SOLUÇÃO: Construir detectores com MASSA ELEVADA e com EFICIÊNCIA ELEVADA Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes Mais problemas .... Existem muitas partículas com origem na radiação cósmica nos materiais radioactivos naturais em actividades humanas que vão também produzir sinais no detector (i.e. RUÍDO) Como distinguir os WIMPs entre tanto ruído? detector Lisboa, 13/4/07 É necessário diminuir o ruído! Isabel Lopes Como diminuir o “ruído”? Fazer a experiência num subterrâneo Radiação cósmica é absorvida na rocha WIMPs atravessam a rocha e podem chegar até ao detector e usar materiais de muito baixa radioactividade Lisboa, 13/4/07 1100 m DETECTOR Laboratório subterrâneo Isabel Lopes Experiências de Detecção Directa de Matéria Negra no Mundo PICASSO CLEAN DEAP ZEPLIN DRIFT EDELWEISS SIMPLE XMASS ELEGANT LIF ORPHEUS CDMS LIP desde 2000 ROSEBUD IGEX-DM ANAIS CREST CUORICINO DAMA XENON GENIUS LIBRA e mais estão a ser preparadas (WARP, ArDM, CUORE, etc) Lisboa, 13/5/07 Isabel Lopes Laboratório subterrâneo na Mina de Boulby (UK) 1.1 km de profundidade (2.8 km w.e.) Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes O Programa ZEPLIN detectores de xénon líquido cada vez maiores e com melhor separação sinal/ruído ✓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 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 Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes Planos para o futuro ZEPLIN III 2007: 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 Lisboa, 13/4/07 Isabel Lopes