DAMA/LIBRA

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L’esperimento DAMA/LIBRA[1] è un esperimento composto da 25 cristalli scintillatori di Ioduro di Sodio drogato al Tallio (NaI(Tl)), ultra-radiopuri e disposti in una matrice di 5-righe per 5-colonne; ogni cristallo è accoppiato con due fotomoltiplicatori di basso fondo attraverso guide di luce. I rivelatori sono installati all’interno di una scatola di rame sigillata e flussata con azoto iperpuro; per ridurre il fondo ambientale naturale, la scatola di rame è circondata da una schermatura di molte tonnellate composta da rame, piombo, polietilene/paraffina, fogli di cadmio. Inoltre circa 1 m di cemento (ottenuto dalla roccia del Gran Sasso) circonda (principalmente all’esterno della installazione) tale schermatura. L’installazione ha un sistema di sigillazione a 3 livelli che isola i rivelatori dall’aria ambientale. L’intera installazione è condizionata e molti parametri sono memorizzati e controllati continuamente.

Descrizione[modifica | modifica sorgente]

I dati rilasciati finora da DAMA/LIBRA corrispondono a 6 cicli annuali[2][3]. Considerando questi dati insieme con quelli raccolti da DAMA/NaI su 7 cicli annuali, l’esposizione totale (1.17 ton x yr) è stata raccolta su 13 cicli annuali. L’esperimento ha ulteriormente confermato l’evidenza indipendente da modelli della presenza di particelle di Materia Oscura nell’alone galattico con elevata significatività statistica, sulla base della marcatura per Materia Oscura investigata.

Come precedentemente fatto per DAMA/NaI è stato regolarmente eseguito uno studio accurato e quantitativo di tutte le possibili sorgenti di sistematiche e di reazioni in concorrenza. Nessun effetto sistematico o reazione in concorrenza capace di imitare la marcatura è stato trovato o suggerito da altri in più di dieci anni[2][3][4].

L’evidenza indipendente da modelli ottenuta è compatibile con un ampio insieme di scenari che riguardano la natura della particella candidata e i correlati modelli di astrofisica, di fisica nucleare e di fisica delle particelle[5][6][7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22][23][24][25] [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36] [37] [38] [39] [40][41] [42] [43] [44].

L’esperimento ha anche ottenuto e pubblicato risultati su altri processi rari; altri studi sono in corso.

Si sono realizzati alcuni miglioramenti di DAMA/LIBRA nel 2008 e nel 2010. In particolare, l’importante intervento del 2010[45] può permettere nella nuova fase 2 di DAMA/LIBRA di incrementare la sensibilità dell’apparato, di diminuire la soglia energetica software di analisi, di realizzare altre investigazioni con sensibilità maggiori.

C'è tuttavia da dire che i risultati ottenuti nell'esperimento DAMA/LIBRA per la massa e la sezione d'urto di WIMP su nuclei sono stati sconfessati da esperimenti successivi. In particolare da CDMS[46], EDELWEISS e XENON.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ R. Bernabei et al., The DAMA/LIBRA apparatus in Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, vol. 592, nº 3, 2008, p. 297, arXiv:0804.2738, Bibcode:2008NIMPA.592..297B, DOI:10.1016/j.nima.2008.04.082.
  2. ^ a b R. Bernabei et al., First results from DAMA/LIBRA and the combined results with DAMA/NaI in European Physical Journal C, vol. 56, 2008, p. 333, arXiv:0804.2741, DOI:10.1140/epjc/s10052-008-0662-y.
  3. ^ a b R. Bernabei et al., New results from DAMA/LIBRA in European Physical Journal C, vol. 67, 2010, p. 39, arXiv:1002.1028, DOI:10.1140/epjc/s10052-010-1303-9.
  4. ^ R. Bernabei et al., No role for muons in the DAMA annual modulation results, 2012, arXiv:1202.4179.
  5. ^ P. Belli et al., Observations of annual modulation in direct detection of relic particles and light neutralinos in Physical Review D, vol. 84, 2011, p. 055014, arXiv:1106.4667, DOI:10.1103/PhysRevD.84.055014.
  6. ^ N. Fornengo et al., Discussing direct search of dark matter particles in the Minimal Supersymmetric extension of the Standard Model with light neutralinos in Physical Review D, vol. 83, 2011, p. 015001, arXiv:1011.4743.
  7. ^ A. Bottino et al., Phenomenology of light neutralinos in view of recent results at the CERN Large Hadron Collider in Physical Review D, vol. 85, 2012, p. 095013, arXiv:1112.5666.
  8. ^ S. Chang et al., Inelastic dark matter in light of DAMA/LIBRA in Physical Review D, vol. 79, 2009, p. 043513.
  9. ^ A. Bottino et al., Relic neutralinos and the two dark matter candidate events of the CDMS II experiment in Physical Review D, vol. 81, 2010, p. 107302.
  10. ^ N. Fornengo et al., Discussing direct search of dark matter particles in the minimal supersymmetric extension of the standard model with light neutralinos in Physical Review D, vol. 83, 2011, p. 015001.
  11. ^ S. Andreas et al., Light scalar WIMP through the Higgs portal and CoGeNT in Physical Review D, vol. 82, 2010, p. 043522.
  12. ^ B. Batell et al., Direct detection of multicomponent secluded WIMPs in Physical Review D, vol. 79, 2009, p. 115019.
  13. ^ R. Foot, Comprehensive analysis of the dark matter direct detection experiments in the mirror dark matter framework in Physical Review D, vol. 82, 2010, p. 095001.
  14. ^ D.G. Cerdeño, Phenomenological viability of neutralino dark matter in the next-to-minimal supersymmetric standard model in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 0706, 2007, p. 008, DOI:10.1088/1475-7516/2007/06/008.
  15. ^ S. Andreas et al., WIMP dark matter, Higgs exchange and DAMA in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 0810, 2008, p. 034, DOI:10.1088/1475-7516/2008/10/034.
  16. ^ D.G. Cerdeño and Osamu Seto, Right-handed sneutrino dark matter in the NMSSM in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 0908, 2009, p. 032, DOI:10.1088/1475-7516/2009/08/032.
  17. ^ Y. Mambrini, The kinetic dark-mixing in the light of CoGENT and XENON100 in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 1009, 2010, p. 022, DOI:10.1088/1475-7516/2010/09/022.
  18. ^ S. Chang et al., CoGeNT interpretations in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 1008, 2010, p. 018, DOI:10.1088/1475-7516/2010/08/018.
  19. ^ Y. Mambrini, The ZZ' kinetic mixing in the light of the recent direct and indirect dark matter searches in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 1107, 2011, p. 0009, DOI:10.1088/1475-7516/2011/07/009.
  20. ^ C. Arina and N. Fornengo, Sneutrino cold dark matter, a new analysis: relic abundance and detection rates in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vol. 0711, 2007, p. 029, DOI:10.1088/1126-6708/2007/11/029.
  21. ^ Yeong Gyun Kim and Seodong Shin, Singlet fermionic dark matter explains DAMA signal in Journal of High Energy Physics, vol. 0905, 2009, p. 036, DOI:10.1088/1126-6708/2009/05/036.
  22. ^ M. Y. Khlopov et al., Composite Dark Matter and puzzles of Dark Matter searches in International Journal of Modern Physics D, vol. 19, 2010, p. 1385, DOI:10.1142/S0218271810017962.
  23. ^ Yang Bai, Patrick J. Fox, Resonant Dark Matter in Journal of High Energy Physics, vol. 0911, 2009, p. 052, arXiv:0909.2900, DOI:10.1088/1126-6708/2009/11/052.
  24. ^ R. Foot, Relevance of the CDMSII events for mirror dark matter in Physical Review D, vol. 81, 2010, p. 087302, arXiv:1001.0096, DOI:10.1103/PhysRevD.81.087302.
  25. ^ C.E. Aalseth et al., Results from a Search for Light-Mass Dark Matter with a P-type Point Contact Germanium Detector in Physical Review Letters, vol. 106, 2011, p. 131301, arXiv:1002.4703, DOI:10.1103/PhysRevLett.106.131301.
  26. ^ C.E. Aalseth et al., Search for an Annual Modulation in a P-type Point Contact Germanium Dark Matter Detector in Physical Review Letters, vol. 107, 2011, p. 141301, arXiv:1106.0650, DOI:10.1103/PhysRevLett.107.141301.
  27. ^ J. Alwall et al., Dark Matter-Motivated Searches for Exotic 4th Generation Quarks in Tevatron and Early LHC Data, 2010, arXiv:1002.3366.
  28. ^ A. Liam Fitzpatrick et al., Implications of CoGeNT and DAMA for Light WIMP Dark Matter, 2010, arXiv:1003.0014.
  29. ^ Peter W. Graham et al., Exothermic Dark Matter in Physical Review D, vol. 82, 2010, p. 063512, arXiv:1004.0937, DOI:10.1103/PhysRevD.82.063512.
  30. ^ Dan Hooper et al., A Consistent Dark Matter Interpretation For CoGeNT and DAMA/LIBRA in Physical Review D, 2010, p. 123509, arXiv:1007.1005, DOI:10.1103/PhysRevD.82.123509.
  31. ^ S. Chang et al., Impure Thoughts on Inelastic Dark Matter in Physical Review Letters, vol. 106, 2011, p. 011301, arXiv:1007.2688, DOI:10.1103/PhysRevLett.106.011301.
  32. ^ J.F. Gunion et al., CoGeNT, DAMA, and Neutralino Dark Matter in the Next-To-Minimal Supersymmetric Standard Model, 2010, arXiv:1009.2555.
  33. ^ A.V. Belikov et al., CoGeNT, DAMA, and Light Neutralino Dark Matter, 2011, arXiv:1009.0549, DOI:10.1016/j.physletb.2011.09.081.
  34. ^ S. Shin, Light neutralino dark matter in light Higgs scenario related with the CoGeNT and DAMA/LIBRA results, 2010, arXiv:1011.6377.
  35. ^ M. R. Buckley et al., Particle Physics Implications for CoGeNT, DAMA, and Fermi in Physics Letters B, vol. 702, 2011, p. 216, arXiv:1011.1499, DOI:10.1016/j.physletb.2011.06.090.
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  37. ^ G. Bélanger et al., Light Sneutrino Dark Matter at the LHC in Journal of High Energy Physics, vol. 1107, 2011, p. 083, arXiv:1105.4878, DOI:10.1007/JHEP07(2011)083.
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  40. ^ C. Arina et al., A Bayesian view of the current status of dark matter direct searches, 2011, arXiv:1105.5121.
  41. ^ Dan Hooper, Chris Kelso, Implications of CoGeNT's New Results For Dark Matter, 2011, arXiv:1106.1066.
  42. ^ M. S. Boucenna, S. Profumo, Direct and Indirect Singlet Scalar Dark Matter Detection in the Lepton-Specific two-Higgs-doublet Model, 2011, arXiv:1106.3368.
  43. ^ R. Foot, Mirror and hidden sector dark matter in the light of new CoGeNT data in Physics Letter B, vol. 703, 2011, p. 7, arXiv:1106.2688, DOI:10.1016/j.physletb.2011.07.044.
  44. ^ Matthew R. Buckley, Dan Hooper, Jonathan L. Rosner, A Leptophobic Z' And Dark Matter From Grand Unification, arXiv:1106.3583.
  45. ^ R. Bernabei et al., Performances of the new high quantum efficiency PMTs in DAMA/LIBRA in European Physical Journal C, vol. 7, 2012, p. 03009, arXiv:1002.1028, DOI:10.1088/1748-0221/7/03/P03009.
  46. ^ Results from a Low-Energy Analysis of the CDMS II Germanium Data.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]