Searching for Light Dark Matter with DAMIC at SNOLAB and DAMIC-M : Investigations into Radioactive Backgrounds and Silicon Charge-Coupled Devices

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Recherche de matière noire légère avec les expériences DAMIC à SNOLAB et DAMIC-M : investigations de bruit de fonds radioactifs et sur les caméras CCD Skipper en silicium Le programme DAMIC (Dark Matter in CCDs) utilise le silicium massif des CCDs scientifiques pour chercher des signaux d’ionisation produits par les interactions de matière noire, dont la nature est encore inconnue. En raison des faibles bruit et courant de fuite, de la petite dimension des pixels CCD et de la masse du noyau de silicium, DAMIC est sensible aux signaux d’ionisation des noyaux ou des électrons en recul à la suite de la diffusion de particules de matière noire WIMPs ou du secteur caché. Le thème de ma thèse est de faire avancer la recherche de matière noire en étudiant les fonds radioactifs qui en limitent la sensibilité et en améliorant la résolution des CCDs à l’aide de la technologie Skipper. Je présente une technique pour rejeter ces fonds dans le détecteur DAMIC à SNOLAB en identifiant les séquences de désintégration spatialement corrélées. Je discute d’une mesure expérimentale de l’activation cosmogénique du silicium obtenue via l’irradiation des CCDs. Je décris la construction d’un modèle de fond radioactif pour un détecteur de matière noire CCD, qui a révélé l’existence d’une région de collecte de charges partielle. Je propose des étapes optimales pour la fabrication et la manipulation des matériaux des futurs détecteurs. Enfin, je décris les résultats du déploiement de nouveaux CCDs Skipper qui ont une résolution sub-électron grâce à des mesures multiples et non-destructives de la charge des pixels. DAMIC-M, une expérience de CCDs Skipper et d’ordre d’un kg, est en cours de développement. Je décris la construction de bancs de test pour caractériser les performances des CCDs de DAMIC-M, pour lesquels une résolution de 0,07 e- a déjà été démontrée.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.