INFN-LNF Laboratori Nazionali di Frascati
Nell’ambito dei progetti “COSMIC WISPers” e “Cost”, i Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN organizzano un seminario rivolto principalmente alle studentesse e agli studenti universitari dal titolo:
“Con le tecnologie quantistiche alla ricerca di materia oscura” a cura della prof.ssa Caterina Braggio (Università degli Studi di Padova).
Il seminario si terrà il giorno 22 febbraio 2023 alle ore 16:00 in presenza presso l’Aula Touschek dei Laboratori Nazionali di Frascati dell’INFN e verrà trasmesso in diretta sul canale YouTube dei LNF https://www.youtube.com/user/INFNLNF
L’evento in presenza è a ingresso libero previa registrazione a questo link: https://agenda.infn.it/event/34604/
Se la materia oscura fosse fatta di assioni, si comporterebbe come un’onda cosmica oscillante ad una specifica frequenza, piuttosto che come un insieme di particelle. Per rivelare questa particella dovremmo conoscere la sua frequenza di oscillazione, che è proporzionale alla massa della particella ipotetica. Purtroppo il range di masse che questa particella potrebbe avere è enorme, potrebbe stare tra qualche centinaio di Hz fino a centinaia di GHz…
Per sondare lo spazio dei parametri da circa 1 fino a 15 GHz lo strumento che consente di raggiungere sensibilità rilevanti è l’aloscopio, un rivelatore di assioni nell’alone galattico che si basa su cavità risonanti a microonde operate in presenza di campi magnetici molo intensi.
In questi esperimenti il segnale è immerso nel rumore, e condurre una ricerca alla sensibilità richiesta per sondare i modelli di interesse, e in un range di masse apprezzabile, richiede tempi lunghissimi. Nel seminario vedremo come, anche con lo stato dell’arte nello sviluppo di cavità e l’utilizzo di ricevitori con livello di rumore così basso da essere deciso dal principio di indeterminazione, centinaia di anni sarebbero richiesti per sondare lo spazio dei parametri di interesse.
Cosa stiamo facendo? Perché sacrificarci a questa particella oscura che è possibile non esista?
Vedremo come ci sia spazio per un moderato ottimismo: se saremo in grado di equipaggiare l’aloscopio con sensori quantistici, tra cui il contatore di fotoni basati su qubits superconduttivi, la velocità della ricerca può aumentare anche di qualche ordine di grandezza.
Caterina Braggio è Professoressa Associata presso l’Università di Padova. La sua attività di ricerca interessa lo sviluppo di rivelatori per una particolare categoria di particelle candidate a costituire la materia oscura, gli assioni e l’applicazione di dispositivi quantistici per aumentare per la loro sensibilità. E’ membro della collaborazione QUAX e co-PI del Physics Thrust presso il centro SQMS, Superconducting Quantum Materials and Systems Center (US).