Das DARWIN-Experiment

Schema des DARWIN Detektors mit Kryostat und innerer TPC mit top- und bottom-PMT-array, gefüllt mit 50t flüssigem Xenon

Das DARWIN-Experiment (DARk matter WImp search with liquid xenon) befindet sich in der Planungsphase und wird die XENON-Technologie einer Spurendriftkammer (time projection chamber, TPC) mit ca. 50 Tonnen flüssigem Xenon weiterentwickeln.

Primäres Ziel von DARWIN wird die Suche nach Dunkler Materie, sogenannten WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), im noch unerforschten Parameterraum sein, bis die Suche durch den Neutrino-Untergrund begrenzt werden wird.

Wie bei XENON werden promptes Szintillationslicht und Ladungssignale aus Teilchenwechselwirkungen über Photosensoren ausgelesen, die sich an der Ober- und Unterseite der TPC befinden.

Neben der exzellenten Sensitivität auf WIMPs wird der Detektor mit seiner großen Masse, der niedrigen Nachweisschwelle und den hochreinen Materialien (extrem niedrige Untergrundrate!) auch auf andere extrem seltene Wechselwirkungen sensitiv sein. So könnten potenziell solare Axionen, galaktische Axion-artige Teilchen (ALPs) und der neutrinolose doppelte Beta-Zerfall von Xe-136 nachgewiesen werden. Außerdem wird der Fluss niederenergetischer solarer Neutrinos mit einer Präzision im %-Bereich vermessen, kohärente Neutrino-Kern-Streuung beobachtet und Neutrinos aus galaktischen Supernova-Explosionen detektiert.