Premiers résultats de la collaboration DAMIC-M sur la détection de matière noire interagissant avec des électrons

La collaboration DAMIC-M vient de publier ses premières limites dans le plan masse versus section efficace sur l’existence de matière noire interagissant avec les électrons.  Ces résultats sont basés sur l’analyse des données de la 

chambre bas bruit (Low Background Chamber ou LBC) installée au Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) qui est un démonstrateur pour l’expérience DAMIC-M proprement dite. Avec seulement 85g.jours d’exposition et malgré un bruit 

de fond d’environ 10 DRU (1 DRU = Differential Rate Unit correspond à un évènement par keV par kilogramme et par jour) ces limites de classe mondiale excluent des régions inexplorée du plan pour les  masses comprises entre  

1.6 et 1000 MeV/c2 et entre 1.5 et 15.1 MeV/c2 pour des interactions avec un un médiateur ultra-léger (par rapport à la masse de l’électron) ou ultra-massif respectivement (voir la figure ci-dessous). 

La LBC utilise des CCD prototypes de DAMIC-M  dont l’amplificateur à lecture multiple (skipper amplifier) permet d’obtenir une résolution de la charge des pixels de moins de 0,2 électrons. Cette résolution permet d’abaisser le seuil d’analyse 

à moins de 2 électrons et d’étudier en détails l’écart de la distribution de charge mesurée à celle prédite par notre model de bruit de fond, principe de l’analyse publiée. Ces résultats démontrent la pertinence des choix technologiques envisagés 

pour DAMIC-M qui devrait atteindre une exposition d’environ 365 000 g.jours (1 kg.an) pour quelques dixièmes de DRU de bruit de fond. 

Référence :arXiv:2302.02372

Contact : Antoine Letessier Selvon, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Figure : Nos limites à 90% de confiance (en noir) pour les interactions  DM-électron avec un médiateur ultra-léger ou ultra-massif. Les meilleures limites actuelles des autres expériences sont également présentées, DAMIC-SNOLAB (tirets noir),