Quelltext der Seite CRESST

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'''CRESST''' ([[Akronym]] für '''''C'''ryogenic '''R'''are '''E'''vent '''S'''earch with '''S'''uperconducting '''T'''hermometers'', sinngemäß: Tieftemperatur-Suche nach seltenen Ereignissen mittels [[Supraleitung|supraleitenden]] Thermometern) ist ein europäisches Experiment zur direkten Suche nach [[Dunkle Materie|Dunkler Materie]]. Es befindet sich in den [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso]] (LNGS) in Italien, dem größten Untergrundlabor der Welt. Teilnehmende Institutionen sind das [[Max-Planck-Institut für Physik]] (München), die [[Technische Universität München]], die [[Eberhard Karls Universität Tübingen|Universität Tübingen]], die [[University of Oxford]] (Großbritannien), das [[HEPHY|Institut für Hochenergiephysik]] HEPHY (Wien) sowie das [[Istituto Nazionale di Fisica Nucleare]] (INFN, Italien). 
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|[[Datei:Laboratori Nazionali del Gran Sasso, CRESST FR.jpg|mini|Das CRESST-Experiment in Halle A der [[Laboratori Nazionali del Gran Sasso]]. Der eigentliche Detektor sitzt im Erdgeschoss, die Wartungszugänge und Messelektronik befinden sich im 1. Stock. Im Zweiten Stock sind das Büro und ein kleines Labor untergebracht.]]
|}

== Detektionsprinzip ==
CRESST verwendet Tieftemperatur-[[Kalorimeter]], um die Rückstoßenergie von Dunkle-Materie-Teilchen ([[WIMP]]s) in einem Absorberkristall bei Temperaturen nahe dem [[Absoluter Nullpunkt|absoluten Nullpunkt]] (Betriebstemperatur ≈15 mK) nachzuweisen. Durch den Stoß eines WIMPs wird im Kristall Energie deponiert, die zu einer winzigen Temperaturänderung führt. Ein supraleitendes Thermometer wird dabei von der supraleitenden in die normalleitende Phase überführt. Die damit verbundene Widerstandsänderung wird über [[SQUID]]s verstärkt und ausgelesen. 

Da es sich bei den gesuchten Rückstößen um Prozesse einer schwachen Wechselwirkung handelt, sind die erwarteten Raten äußerst gering (ca. 5 bis 10 Ereignisse pro Kilogramm in mehreren Jahren, je nach Modell). Um diese überhaupt messen zu können, müssen sämtliche Untergrundereignisse entweder durch eine Abschirmung unterdrückt werden, oder per Datenanalyse identifizierbar sein. Weiterhin wird versucht, die Detektormasse auf bis zu eine Tonne zu erhöhen.

== Projektphasen ==
=== CRESST I ===
Die erste Stufe von CRESST verwendete vier 262 g schwere [[Saphir]]-Kristalle (Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) als Absorbermaterial. Erste Messungen erfolgten 1999, das erhaltene Limit für den WIMP-[[Wirkungsquerschnitt]] wurde 2003 veröffentlicht.<ref name="Nuclear Physics B">J. Jochum u. a.: ''Limits on WIMP dark matter using sapphire cryogenic detectors.'' In: ''Nuclear Physics B - Proceedings Supplements.'' Band 124, 2003, S.&nbsp;189–192.</ref>

=== CRESST II ===
In der zweiten Ausbaustufe wurden mehrere grundlegende Änderungen vorgenommen: 

* Als Absorber wurden 300 g [[Calciumwolframat]]-Kristalle (CaWO<sub>4</sub>) verwendet
* Einführung von Doppeldetektoren zur gleichzeitigen Messung von Rückstoßenergie und Szintillationslicht. Dies erlaubt die Unterscheidung von Photon-/Elektronereignissen und Kernrückstößen 
* Einbau einer Halterung für bis zu 33 Doppeldetektormodule samt SQUID-System 

Im September 2011 veröffentlichte die CRESST-Kollaboration die Analyse der Messperiode von 2009 bis Anfang 2011.<ref name="arXiv">J. Schmaler u. a.: ''Results from 730 kg days of the CRESST-II Dark Matter Search'', {{arXiv|1109.0702}}</ref> Nach Abzug der bekannten Störsignale ergab sich ein nicht erklärbarer Signalüberschuss, der als Indiz für ein leichtes Dunkle-Materie-Teilchen interpretiert werden kann. Dieses Ergebnis steht im Widerspruch mit Ergebnissen des [[XENON Dark Matter Project|XENON]]- und [[Cryogenic Dark Matter Search|CDMS]]-Experiments. Da auch die CoGeNT- und DAMA-Kollaborationen Hinweise auf ein leichtes WIMP mit leicht abweichenden Massen und Streuquerschnitten publiziert haben, wird das Ergebnis momentan kontrovers diskutiert.<ref name="Hints of dark matter reported, again">[http://www.sciencenews.org/view/generic/id/334275/title/Hints_of_dark_matter_reported%2C_again Hints of dark matter reported, again] (Science News)</ref>

Seit August 2013 wurden 18 Absorbermodule in den 33 Plätzen verwendet.

In den letzten Monaten (Stand April 2020) wurden neue Module eingebaut und wurde zuletzt mit den Messungen begonnen, als diese wegen der Maßnahmen im Zuge der [[Corona-Pandemie]] wieder abgebrochen werden mussten.<ref>[https://science.orf.at/stories/3200452 Forscheralltag : Stillstand im Untergrundlabor] orf.at, 19. April 2020, abgerufen 19. April 2020.</ref>

=== EURECA ===
Langfristiges Ziel der Astroteilchenphysiker ist der Aufbau eines Detektors mit einer Tonne Detektormasse. Hierzu ist geplant, die bestehenden Experimente CRESST, [[EDELWEISS]] und ROSEBUD unter dem Namen EURECA (''European Underground Rare Event Calorimeter Array'') zusammenzulegen und auszubauen. Standort wird das [[Laboratoire Souterrain de Modane]] (LSM) sein.

== Ähnliche Projekte ==
* [[CDMS]] Cryogenic Dark Matter Search
* [[XENON]] Dark Matter Project
* [[WIMP Argon Programme|WARP]]
* [[ROSEBUD]]
* [[EDELWEISS]]

== Weblinks ==
* [http://www.cresst.de/ CRESST Homepage] (englisch)
* [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212686414000090 EURECA Technical Design Report] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references/>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4838359-4}}

{{DEFAULTSORT:Cresst}}
[[Kategorie:Kern- und Teilchenphysikexperiment]]
[[Kategorie:Wissenschaft und Forschung in Italien]]
[[Kategorie:Bildung und Forschung in den Abruzzen]]
[[Kategorie:Abkürzung|CRESST]]
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