Direct detection of dark matter with the PICO Experiment and the PICO-0.1 calibration chamber
La détection de la matière sombre demeure aujourd’hui l’un des principaux problèmes non résolus de la physique. Comptant pour près de 85% de toute la densité de matière de l’Univers, elle a été déduite par de nombreuses observations astronomiques, mais aucune particule de matière sombre n’a été détectée à ce jour. L’expérience PICO a cet objectif comme raison d’être, en utilisant la chambre à bulles pour faire ainsi. PICO peut détecter des interactions de très basses énergies dans ses détecteurs à liquides surchauffés, situés dans le laboratoire souterrain SNOLAB à Sudbury, en Ontario. PICO a, et a eu, plusieurs détecteurs de recherche de la matière sombre, de même que de plus petits détecteurs utilisés pour effectuer différents tests ou calibrations. PICO-0.1 est une chambre de calibration située à l’Université de Montréal et a été utilisée pour les études présentées dans ce mémoire. Dans ce mémoire, les données et l’analyse de mesures faites avec PICO-0.1 sont présentées. Une étude du seuil de Seitz - seuil d’énergie théorique pour qu’un événement se produise dans une chambre à bulles - est faite, avec la réaction monoénergétique 35Cl(nth,p)35S dans du C2ClF5; l’étude du recul monoénergétique 35S, directement à l’intérieur du détecteur, est présentée. De plus, la détection des reculs de protons dans PICO-0.1 est détaillée; d’abord par l’analyse du signal acoustique du proton produit par 35Cl(nth,p)35S, et ensuite par diffusion élastique des neutrons et des rayons gammas à haute énergie sur l’hydrogène dans du C2H2F4.
Matière sombre Détection directe Chambre à bulles PICO Seuil de Seitz Recul de protons