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Dark state pair-production in underground accelerators and their detection
Maximilian Fahrecker
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Josef Pradler
DOI
10.25365/thesis.78150
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21013.51423.656688-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Suche nach der Natur von dunkler Materie dauert an. Im Falle von dunkler Materie in Teilchenform geschieht dies üblicherweise mittels Einschränkung des Parameterraums. In dieser Arbeit erforschen wir die Möglichkeit neuer leichter Fermionen mit Milli-Ladung oder elektromagnetischen Formfaktor-Wechselwirkungen. Diese Teilchen kommen als Kandidaten für dunkle Materie in Frage. Wir untersuchen die Produktion von solchen Teilchen und deren nachfolgende Detektion mittels CCD-Sensoren in unterirdischen Labors. Wir berechnen die S-Matrixelemente und die Phasenräume analytisch und werten danach die zugehörigen Wechselwirkungsquerschnitte numerisch aus. Letztendlich besprechen wir Einschränkungen des Parameterraums durch kosmologische und astrophysikalische Beobachtungen sowie durch Hochpräzisions-Teilchenphysik. Die theoretischen Ergebnisse können dann mit zukünftigen Messungen verglichen werden.
Abstract
(Englisch)
The search for the nature of dark matter continues. In the case of particle dark matter this is usually done by constraining the parameter space. In this thesis we explore the possibility of new light fermionic particles with millicharge or electromagnetic form factor interactions. These could be dark matter candidates. We investigate the underground production of such particles via an electron beam and their subsequent detection using a CCD-sensor. We evaluate the S-matrix elements and the phase spaces analytically, and then calculate the corresponding cross sections numerically. Finally, we will discuss observational constraints from cosmology, astrophysics and high-precision particle physics. These theoretical results can then be checked against future measurements.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
dunkle Materie Direktdetektionsexperimente leichte Dunkle Materie Millicharge elektromagnetische Formfaktoren
Schlagwörter
(Englisch)
dark matter direct detection experiments light dark matter millicharge electromagnetic form factors
Autor*innen
Maximilian Fahrecker
Haupttitel (Englisch)
Dark state pair-production in underground accelerators and their detection
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
VI, 69 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Josef Pradler
Klassifikation
33 Physik > 33.59 Physik der Elementarteilchen und Felder. Sonstiges
AC Nummer
AC17486613
Utheses ID
75034
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |