WIMP dark matter direct-detection searches in noble gas

Le osservazioni cosmologiche e la dinamica della Via Lattea forniscono ampie prove per una componente di massa invisibile e dominante. Questa cosiddetta materia oscura potrebbe essere fatta di nuove particelle neutre di colore e carica, che non erano relativistiche quando si disaccoppiavano dalla materia ordinaria nell’universo primordiale. Si prevede che tali particelle massive debolmente interagenti (WIMP) abbiano un accoppiamento diverso da zero ai barioni e potrebbero essere rilevate tramite le loro collisioni con nuclei atomici in rivelatori sotterranei a fondo ultrabasso. Tra questi, i rivelatori basati su gas nobili liquefatti hanno dimostrato un enorme potenziale di scoperta nell’ultimo decennio. Dopo aver introdotto brevemente la fenomenologia del rilevamento diretto della materia oscura, esaminerò le principali proprietà dell’argon liquefatto e dello xeno come bersagli WIMP e discuterò le fonti di sfondo. Descriverò quindi i rivelatori di argon e xeno esistenti e pianificati che impiegano le cosiddette tecniche di rilevamento monofase e bifase, affrontando la loro complementarità e portata scientifica.