El proyecto Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers ( CRESST ) es una colaboración de grupos de física de partículas experimentales europeos que participan en la construcción de detectores criogénicos para la búsqueda directa de materia oscura . Los institutos participantes son el Instituto Max Planck de Física ( Múnich ), la Universidad Técnica de Múnich , la Universidad de Tubinga (Alemania), la Universidad de Oxford (Gran Bretaña), la Universidad Comenius de Bratislava (Eslovaquia) y el Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN, Italia). [1]
La colaboración CRESST utiliza actualmente una serie de detectores criogénicos en el laboratorio subterráneo del Laboratorio Nacional del Gran Sasso . Los detectores modulares utilizados por CRESST facilitan la discriminación de eventos de radiación de fondo mediante la medición simultánea de señales de fonones y fotones de cristales centelleantes de tungstato de calcio . Al enfriar los detectores a temperaturas de unos pocos milikelvin , la excelente discriminación y resolución energética de los detectores permite la identificación de eventos de partículas raras.
El CRESST-I tomó datos en 2000 utilizando detectores de zafiro con termómetros de tungsteno. El CRESST-II utiliza calorímetros centelleadores de cristal CaWO 4 . Se creó un prototipo en 2004 y tuvo una ejecución de puesta en servicio de 47,9 kg-día en 2007 y funcionó de 2009 a 2011. El experimento de fase 1 del CRESST-II observó eventos en exceso por encima del fondo conocido que podrían entenderse como una señal de materia oscura. Sin embargo, un análisis posterior mostró que estos eventos en exceso se debían a un exceso de fondo no contabilizado previamente del propio detector y no a una verdadera señal de materia oscura. [2] La fuente del exceso de fondo en el detector se eliminó para la fase 2.
La fase 2 tiene un nuevo cristal CaWO 4 con mejor radiopureza, detectores mejorados y un fondo significativamente reducido. Comenzó en julio de 2013 para explorar las señales en exceso en la ejecución anterior. Los resultados de la fase 2 no mostraron ninguna señal por encima del fondo esperado, lo que demuestra que el resultado de la fase 1 se había debido efectivamente al exceso de fondo por parte de los componentes del detector. [2]
CRESST-II detectó por primera vez la desintegración alfa del tungsteno-180 ( 180 W) . [3] Los resultados completos de la fase 1 de CRESST-II se publicaron en 2012. [4] Los nuevos resultados de la fase 2 se presentaron en julio de 2014 [5] con un límite en la dispersión WIMP-nucleón independiente del espín para masas WIMP inferiores a 3 GeV/c 2 .
En 2015, los detectores CRESST se actualizaron con un factor de sensibilidad de 100, lo que permite detectar partículas de materia oscura con una masa cercana a la de un protón. [6]
En 2019, el equipo informó los resultados de la primera fase de CRESST-III , que se desarrolló entre 2016 y 2018. CRESST-III utilizó un solo detector de CaWO 4 de 23,6 g con un umbral de energía reducido de 30,1 eV, aproximadamente 1/10 del de CRESST-II. Esto permite la detección de WIMP tan ligeros como 0,16 GeV/c 2 , ligeramente más pesados que un pión . A pesar de muchos eventos de la desintegración por captura de electrones de 179 Ta , hubo un exceso inexplicable de eventos que impartieron menos de 200 eV. [7]
Se planea una actualización para acomodar 100 módulos detectores. [8]