Shervin Nourbakhsh Priscilla Pani. 5 Marzo 2010
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1 Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria prospttiv futur Un modllo Shrvin Nourbakhsh Priscilla Pani 5 Marzo 2010 Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
2 Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria prospttiv futur 1 Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal 2 I rquisiti 3 Una toria di Dark Mattr La situazion a Luglio prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
3 L ipotsi dlla Matria Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti 1933 Zwicky ipotizza l sistnza di massa nll univrso non luminosa: poichè confrontando la massa stimata attravrso la vlocità di rotazion la luminosità, trova un fattor ammanco di ordin ingrandimnto dll ammasso di Coma Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
4 L ipotsi dlla Matria Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria 1979 V. Rubin studiò la curva rotazion di alcun galassi trovando un incongrunza tra la prdizion basata sulla massa luminosa l misur sprimntali. GmM r 2 v = mv2 r 1 r prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
5 Il gravitational lnsing Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur È il procsso pr il qual un oggtto massivo, curvando lo spaziotmpo scondo la rlatività gnral di Einstin, dvia i fotoni provninti da una sorgnt luminosa, distorcndon la posizion rivlata dalla Trra. Arancion: posizion apparnt dlla sorgnt Bianco: prcorso di fotoni L fftto, nll form fort (altamnt distorcnt) dbol (con piccol distorsioni dlla posizion) micro (la sola luminosità dlla sorgnt subisc una variazion) prmtt di idntificar la posizion di un corpo massivo non luminoso. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
6 L ipotsi dlla Matria Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti 2006 Il satllit Chandra ha studiato l ammasso 1E prodotto dalla collision di du ammassi di galassi distinti. L immagin è una sovrapposizion dllo studio a raggi X dll ammasso (matria luminosa, gas caldo in maggioranza), in rosso, con qulla ottnuta mdiant il gravitational lnsing da Hubbl (matria massiva), in blu. Una toria prospttiv futur È vidnt com la maggior part dlla massa non sia dtrminata dalla matria visibil. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
7 La ricrca Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Scondo l più rcnti misur, il nostro univrso è composto pr il 23% Essa vin ricrcata in modo: Dirtto: CDMS, DAMA Indirtto: sprrimnti su pallon su satllit, acclratori (LHC) Essa può anch ssr di divrsi tipi: barionica non barionica calda frdda Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
8 La ricrca Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Scondo l più rcnti misur, il nostro univrso è composto pr il 23% Essa vin ricrcata in modo: Dirtto: CDMS, DAMA Indirtto: sprrimnti su pallon su satllit, acclratori (LHC) Essa può anch ssr di divrsi tipi: barionica non barionica calda frdda Il miglior candidato è una Wakly Intractiv Massiv Particl (WIMP) Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
9 La ricrca indirtta: lo spttro di positroni Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Uno di più rcnti risultati ottnuti dagli sprimnti su satllit è una dviazion dllo spttro di positroni d lttroni galattici dai modlli di produzion L origin di ± può ssr di natura: scondaria: - diffusion di nucloni: p + p ± + X - produzion da part di pulsar suprnova rmnants primaria: procssi di annichilazion Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
10 La ricrca indirtta: lo spttro di positroni Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria Numrosi sprimnti hanno ffttuato misur ch rapprsntano o possono ssr corrlat con una dviazion dllo spttro di positroni risptto ai corrnti modlli di produzion scondaria 1 PAMELA (2008) 2 ATIC (2008) 3 WMAP (2001) 4 EGRET (1996) prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
11 P A M E L A Payload for Antimattr Mattr Exploration & Light-nucli Astrophysics Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Esprimnto su satllit lanciato nl 2006 in orbita a 500 km Alcuni smpi di obbittivi scintifici: - Ricrca di antinucli prodotti in stll di antimatria - Misur di particll ( pr la prima volta + ) associata ad ruzioni solari - Misur di prcision di flussi di p, p, +, Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
12 P A M E L A Payload for Antimattr Mattr Exploration & Light-nucli Astrophysics Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
13 A T I C Advancd Thin Ionization Calorimtr Un modllo Esprimnto su pallon arostatico pr la misura di nrgia di cosmici tra 50 GV 100 TV (protoni nucli). Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
14 A T I C Advancd Thin Ionization Calorimtr Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur la matric di silicio prmtt l idntificazion dlla carica dlla particlla (al MIP) mdiant l nrgia rilasciata pr ionizzazion. i 3 strati di carbonio srvono da targhtta mntr i 3 strati di scintillator plastico, con cui sono intrvallati, pr il triggr. il calorimtro (a scintillazion) è composto di 10 strati di BGO, la cui lvata dnsità prmtt di contnr intramnt uno sciam lttromagntico in 25 cm (1.1 lunghzz di intrazion, 22 lunghzz di radiazion) Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
15 W M A P Wilkinson Microwav Anisotropy Prob Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Esprimnto su satllit lanciato nl 2001 È un radiomtro diffrnzial composto di 2 tlscopi ch focalizzano l microond da du punti distanti ca. 140 È posizionato nl punto lagrangiano L2 dll orbita Trra-Sol, ch offr allo strumnto la possibilità di ossrvar il cilo snza ch Trra, Sol Luna ostacolino la sua visual Attravrso i picchi dllo spttro di tmpratura di WMAP si ottin la dnsità rlativa di p matria oscura Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
16 W M A P Wilkinson Microwav Anisotropy Prob Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Ha ffttuato uno studio dlla radiazion di fondo cosmico (CMB) l cui anisotropi fluttuazioni ci prmttono di ottnr numros informazioni sull univrso primordial. Una toria prospttiv futur WMAP è snsibil a radiazion di sincrotron di frnamnto prodott da lttroni positroni nlla galassia. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
17 E G R E T Enrgtic Gamma Ray Exprimnt Tlscop Un modllo Tlscopio su satllit (trzo catalogo ) Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur EGRET ha ffttuato una scansion complta dl cilo scoprndo numros sorgnti astrofisich Rivlazion di raggi gamma tra 20 MV 30 GV al 20% di risoluzion nrgtica nlla zona cntral dll intrvallo di funzionamnto. Il rivlator: Camr a scintilla Cristalli a scintillazion (NaI(Tl)) Scintillatori plastici Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
18 E G R E T Enrgtic Gamma Ray Exprimnt Tlscop Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur un γ sopra i 200 MV ha il 35% di probabilità di convrtir nlla part alta dl rivlator attivazion dl Triggr: * il TOF riconosc almno una dll 2 particll com ± provnint dall alto vrso il basso * nssun sgnal nl sistma di anticoincidnza l nrgia dl γ vin misurata principalmnt mdiant il cristallo a scintillazion NaI(Tl) Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
19 Flusso di p + misurato da PAMELA Un modllo Lo spttro dgli antiprotoni è bn riprodotto da modlli di produzion scondaria. Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
20 Flusso di p + misurato da PAMELA Un modllo Lo spttro di positroni invc non è consistnt con modlli di produzion scondaria. Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
21 Flusso di + + misurato da ATIC Un modllo ATIC non distingu gli lttroni dai positroni, ma manifsta un ccsso nl flusso complssivo, con una vloc ridiscsa dl sgnal. Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
22 WMAP Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti I dati sprimntali dll mission di microond dal cntro galattico mostrano una componnt diffusa ch è stata intrprtata com radiazion di sincrotron di ± provninti dal cntro dlla galassia. Una toria prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
23 EGRET Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM Ricrca indirtta d sprimnti La ricrca indirtta Dscrizion dgli sprimnti L vidnza sprimntal I rquisiti invrs Compton π 0 brhmstralung Una toria prospttiv futur ha mostrato un ccsso di γ attribuiti a compton invrso di ± sui fotoni dlla CMB Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
24 Rquisiti ncssari pr una spigazion unificata Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria prospttiv futur Un ipotsi, pr spigar in manira cornt tutti i dati sprimntali fin qui vidnziati, dv ncssariamnt giustificar: σ annichilazion 10 2 σ thrm Dcadimnto filolptonico dlla particlla: qusto sclud dcadimnti attravrso i bosoni psanti dl modllo standard Piccola ampizza di dcadimnto adronica, dai limiti posti dallo studio di γ (π 0 ) dai p di PAMELA Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
25 La toria di Arkani-Hamd, Finkbinr, Slatyr, Winr Phys.Rv.D Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur La toria prvd: 1 Una particlla frdda, ovvro non rlativistica 2 L introduzion di un nuovo boson mdiator, con scala di massa incognita 3 L innalzamnto alla Sommrfld dlla szion d urto di annichilazion (Sommrfld nhancmnt) a patto ch la scala di massa dl nuovo mdiator sia m φ GV 4 Piccola intrazion con il modllo standard ch gli prmtta di dcadr in lptoni, dal momnto ch i dcadimnti adronici sono sopprssi dalla piccola massa * da un ida di Alssandro Strumia (INFN di Pisa) Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
26 Sommrfld nhancmnt Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur È un fftto standard di mccanica quantistica non rlativistica. S si considra una szion d urto σ (0) dovuta ad una Hamiltoniana di intrazion H ann, un aggiuntivo potnzial di intrazion V, contribuirà alla szion d urto aumntandola pr il smplic fatto di avr incrmntato la sovrapposizion tra l szioni d urto dll particll intragnti. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
27 Sommrfld nhancmnt Caso smplic: una particlla in potnzial cntral Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur particlla libra onda piana dirzion di propagazion z impulso k ψ (0) k ( x) = ıkz Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
28 Sommrfld nhancmnt Caso smplic: una particlla in potnzial cntral Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti particlla libra onda piana dirzion di propagazion z impulso k ψ (0) k ( x) = ıkz H ann = U ann δ 3 ( r) σ (0) ψ (0) (0) 2 z Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur x y Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
29 Sommrfld nhancmnt Caso smplic: una particlla in potnzial cntral Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti particlla libra onda piana dirzion di propagazion z impulso k ψ (0) k ( x) = ıkz H ann = U ann δ 3 ( r) σ (0) ψ (0) (0) 2 z Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur x y S si aggiung un potnzial di intrazion V (r) modifica ψ(0) σ = σ (0) ψ(0) 2 ψ (0) (0) 2 = σ(0) S k fattor di nhancmnt Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
30 Sommrfld nhancmnt Dtrminazion dll nhancmnt Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur σ = σ (0) S k S k = ψ k(0) 2 ψ (0) k (0) 2 Pr dtrminar S k dvo dtrminar la ψ k (0) modificata dal potnzial V (r) quindi trovar la ψ k ( r) ch soddifi all quazion di Schrodingr: 1 2M 2 ψ k + V (r)ψ k = k2 2M ψ k Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
31 Sommrfld nhancmnt Dtrminazion dll nhancmnt Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur σ = σ (0) S k S k = ψ k(0) 2 ψ (0) k (0) 2 Pr dtrminar S k dvo dtrminar la ψ k (0) modificata dal potnzial V (r) quindi trovar la ψ k ( r) ch soddifi all quazion di Schrodingr: Pr crcarn la forma splicita sfrutto: simmtria in φ la condizion al contorno ψ k ıkz + f(θ) ıkr r 1 2M 2 ψ k + V (r)ψ k = k2 2M ψ k x y z Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
32 Sommrfld nhancmnt Equazion di Schrodingr unidimnsional Un modllo mi porto in coordinat sfrich Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
33 Sommrfld nhancmnt Equazion di Schrodingr unidimnsional Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM mi porto in coordinat sfrich scompongo la ψ in autostati di l la fattorizzo in una part radial R kl d una angolar pr ogni l: ψ k = l A lp l (cos(θ))r kl (r) I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
34 Sommrfld nhancmnt Equazion di Schrodingr unidimnsional Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti mi porto in coordinat sfrich scompongo la ψ in autostati di l la fattorizzo in una part radial R kl d una angolar pr ogni l: ψ k = l A lp l (cos(θ))r kl (r) assumo ch il potnzial V (r) crsca non più vlocmnt dl potnzial coulombiano R kl r l R k,l=0 Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
35 Sommrfld nhancmnt Equazion di Schrodingr unidimnsional Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur mi porto in coordinat sfrich scompongo la ψ in autostati di l la fattorizzo in una part radial R kl d una angolar pr ogni l: ψ k = l A lp l (cos(θ))r kl (r) assumo ch il potnzial V (r) crsca non più vlocmnt dl potnzial coulombiano R kl r l R k,l=0 Prtanto l unica componnt da dtrminar dlla funzion d onda ψ k è la componnt radial R k,l=0 dlla forma χ k r 1 2 2M r 2 χ k + V (r)χ k = k2 2M χ k Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
36 Sommrfld nhancmnt Equazion di Schrodingr unidimnsional Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur mi porto in coordinat sfrich scompongo la ψ in autostati di l la fattorizzo in una part radial R kl d una angolar pr ogni l: ψ k = l A lp l (cos(θ))r kl (r) assumo ch il potnzial V (r) crsca non più vlocmnt dl potnzial coulombiano R kl r l R k,l=0 Prtanto l unica componnt da dtrminar dlla funzion d onda ψ k è la componnt radial R k,l=0 dlla forma χ k r 1 2 2M r 2 χ k + V (r)χ k = k2 2M χ k Enhancmnt factor S k = χ k (0) k Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
37 Caso di potnzial Coulombiano Un modllo V (r) = α 2r Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Usando l unità di Bohr: r = 1 αm x ponndo ǫ v = v α L quazion di Schrodingr divin 1 2 2M r 2 χ k + V (r)χ k = k2 2M χ k χ 1 x χ = ǫ2 v χ Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
38 Caso di potnzial Coulombiano Un modllo V (r) = α 2r Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Usando l unità di Bohr: r = 1 αm x ponndo ǫ v = v α L quazion di Schrodingr divin 1 2 2M r 2 χ k + V (r)χ k = k2 2M χ k χ 1 x χ = ǫ2 v χ Enhancmnt factor π S k = χ k (0) k = ǫ 2 v 1 π ǫ 2 v πα 1 v Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
39 Caso di potnzial di Yukawa Un modllo V (r) = α 2r m φr dov m φ è la massa dl mdiator. Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
40 Caso di potnzial di Yukawa Un modllo V (r) = α 2r m φr dov m φ è la massa dl mdiator. Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Usando l unità di Bohr: r = 1 αm x ponndo ǫ φ = m φ αm L quazion di Schrodingr divin 1 2 2M r 2 χ k + V (r)χ k = k2 2M χ k χ 1 x ǫ φ χ = ǫ 2 v χ χ 1 x χ = (ǫ φ + ǫ 2 v)χ Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
41 Caso di potnzial di Yukawa Un modllo V (r) = α 2r m φr dov m φ è la massa dl mdiator. Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Usando l unità di Bohr: r = 1 αm x ponndo ǫ φ = m φ αm L quazion di Schrodingr divin 1 2 2M r 2 χ k + V (r)χ k = k2 2M χ k χ 1 x ǫ φ χ = ǫ 2 v χ Enhancmnt factor S k = χ k (0) k = χ 1 x χ = (ǫ φ + ǫ 2 v)χ π ǫ 2 v +ǫ φ π ǫ 1 2 v +ǫ φ 1 π ǫφ π ǫφ Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
42 Modllo di intrazion canali di dcadimnto Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Mdiator massivo m φ > 0 dal Sommrfld nhancmnt σ 1 v pr v c m φ m χ pr vlocità infriori l nhancmnt satura a mχ m φ lggro m φ GV - i canali adronici non dvono ssr cinmaticamnt prmssi - l nhancmnt è invrsamnt proporzional alla massa dl mdiator. χχ φφ dcadimnti lptonici prmtt un Sommrfld nhancmnt sufficint a spigar i dati Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
43 I dati di Frmi d una toria altrnativa Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti La toria prsntata è strmamnt complta, dal momnto ch sotto alcun ipotsi aggiuntiv di non ablianità dl gruppo di simmtria dl nuovo boson mdiator prmtt di spigar anch i dati di DAMA. Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
44 I dati di Frmi d una toria altrnativa Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur La toria prsntata è strmamnt complta, dal momnto ch sotto alcun ipotsi aggiuntiv di non ablianità dl gruppo di simmtria dl nuovo boson mdiator prmtt di spigar anch i dati di DAMA. Ciononostant l rcnti misur di Frmi/GLAST (Luglio 2009) non confrmano lo spttro di lttroni positroni di ATIC, offrndo una spigazion mno intrigant alla fnomnologia prsnt. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
45 Frmi / G L A S T Frmi Gamma-ray Larg Ara Spac Tlscop Un modllo Frmi è un rivlator a grand campo visivo ch provvd ad una scansion complta dl cilo ogni 3 or Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Trackr/Convrtr: pr la convrsion dl γ x rivlator a strip di silicio x lvata granularità x lvata prcision Calorimtro x a cristalli di Cs x 8.6 lunghzz di radiazion x prmtt la distinzion tra cascata adronica d lttromagntica Rivstimnto di anticoincidnza (fficinza di rivlazion:0.9997) Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
46 Frmi / G L A S T Frmi Gamma-ray Larg Ara Spac Tlscop Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur È stato lanciato l 11 Giugno 2008 d ha già ottnuto numrosi risultati: è dotato di monitor pr la rivlazion di Gamma-Ray Burst ha confrmato in pochi giorni la prsnza di pulsar scoprt da EGRET in anni di misura. ha scoprto numros Pulsar, alcun ch mttono sclusivamnt in raggi gamma. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
47 L pulsar producono acclrano + d Un modllo Sono stll di nutroni gnrat dall splosion di suprnova ch, pr l loro piccol dimnsioni, pr consrvar il momnto angolar, iniziano a ruotar molto vlocmnt. Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur I jt gnrati dal fort campo magntico spllono dalla stlla, oltr ai γ, particll fortmnt acclrat. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
48 Lo spttro di lttroni misurato da Frmi Un modllo Tnndo in considrazion l nuov Pulsar scoprt da Frmi ni primi 9 msi di raccolta dati, è possibil riprodurr lo spttro di frmi qullo di PAMELA considrando sclusivamnt lttroni positroni di origin scondaria. Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
49 L ccsso di PAMELA con l pulsar Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria La situazion a Luglio 2009 prospttiv futur Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
50 Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria prospttiv futur La prsnza di matria oscura, è accrtata da divrs prov sprimntali. è non rlativistica non barionica. La plausibil prsnza di forz attrattiv tra di ss rnd ncssario considrar il mccanismo di Sommrfld nhancmnt ni modlli di annichilazion quindi può ssr un lmnto important in una toria di matria oscura. Alla luc di dati raccolti da Frmi/GLAST, gli ccssi nl flusso di positroni rgistato dai prcdnti sprimnti smbra potr ssr spigato snza ipotsi di matria oscura, la cui natura rsta ancora un intrigant problma aprto. Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
51 Nl prossimo futuro... LHC Un modllo Introduzion all sistnza dlla DM I rquisiti Una toria prospttiv futur Numros particll prdtt da svariat tori sono ottimi candidati di matria oscura. il nutralino o la LSP nutrini lggri inrti nutrini massivi la particlla di Kaluza Klin tc... L scoprt di LHC potranno confrmar o fornir nuov id all attuali ricrch sulla Matria Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 39
52 Un modllo Backup BACKUP Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 3
53 Mccanismi di acclrazion di cosmici Un modllo Backup Shrvin Nourbakhsh, Priscilla Pani 5 Marzo / 3
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