Bonn 2010 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 54: Suche nach neuer Physik II

T 54.1: Vortrag

Freitag, 19. März 2010, 14:00–14:15, HG ÜR 9

Radiative Paarerzeugung Dunkler Materie am ILC. — •Christoph Bartels^1,2 und Jenny List¹ — ¹Universität Hamburg, Institut für Experimentalphysik, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg — ²DESY, 22603 Hamburg

Ein bevorzugter Kandidat für Dunkle Materie (DM) sind schwach wechselwirkende schwere Teilchen (WIMPs). Eine modellunabhängige Bestimmung ihrer Eigenschaften ist am geplanten International Linear Collider (ILC) aufgrund seiner erwarteten Präzision als e⁺e⁻-Maschine bei Schwerpunktsenergien im Bereich von 200–500 GeV möglich. Liegt die Masse der WIMPs unterhalb der halben Schwerpunktsenergie, sollten sie am ILC paarweise in radiativen Prozessen e⁺e⁻→ χχ γ erzeugt werden können. Der Wirkungsquerschnitt dieses Prozesses kann modellunabhäng aus der beobachteten kosmologischen Energiedichte der DM abgeschätzt werden. Da die Dunkle-Materie-Teilchen aufgrund ihrer schwachen Wechselwirkung im Detektor nicht direkt sichtbar sein werden, macht sich ein Paarerzeugungsereignis durch ein einzelnes ISR-Photon in Verbindung mit einem Ungleichgewicht in der Energiebilanz bemerkbar. Das detektierte Photon gibt dabei einen Hinweis auf z.B. die Masse der erzeugten WIMPs.

In der vorgestellten Studie wird die Sensitivität eines Experimentes am ILC hinsichtlich Masse, Wirkungsquerschnitt und Spin der WIMPs unter besonderer Beachtung der Polarisation der Elektron- und Positronstrahlen untersucht.