140719 de perio-1020_particle_physics

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3  Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

4  Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

 

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

The  Standard  Model  of  Par:cle  Physics  

5  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

The  Standard  Model  of  Par:cle  Physics  

6  

An#-­‐Pa

r#cles  

7  Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

10-­‐10  sec  

1  min  

300  kyr  

14  Byr  

Today  

8  Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

MaGer    

An:-­‐maGer  

1,000,000,000  

1,000,000,000  

1  (You  and  me)  

0  

Annihila:on  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

The  Standard  Model  of  Par:cle  Physics?  

11  

χ  ?  

0  

?  

WIMP  

χ  ?  

0  

?  

Axion  

χ  ?  

0  

?  

???  

Dark  Ma0er  

?  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

Detec:ng  Ghostly  Par:cles  

12  

Incoming  neutrino  

Incoming  dark  maGer    par:cle  

Nucleus  

Interac:on!  

Recoiling  nucleus  

Outgoing  dark  maGer  par:cle  

Outgoing  electron  

Cherenkov  Light  

Scin:lla:on  Light  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

Detec:ng  Ghostly  Par:cles  

13  

Incoming  neutrino  

Incoming  dark  maGer    par:cle  

Nucleus  

Recoiling  nucleus  

Outgoing  dark  maGer  par:cle  

Outgoing  electron  

Cherenkov  Light  

Scin:lla:on  Light  

Photo-­‐mul:plier  tube  

Interac:on!  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

The  XENON  Experiment  Searching  for  dark  maGer  in  liquid  xenon…  

14  

(XENON100)  

1  m  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

The  XENON  Experiment  …  under  1.4  km  of  rock  in  Gran  Sasso,  Italy    

15  

(XENON1T)  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

The  Super-­‐Kamiokande  Experiment  Measuring  neutrinos  in  Kamioka,  Japan      

16  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

The  Super-­‐Kamiokande  Experiment  

17  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

LINAC  

RCS  

Main  Ring  

Tokai  Kamioka  

295 kmNeutrino Beam

1000 m

Mt. Ikenoyama1360 m Near Detector

Super-Kamiokande J-PARC

18  

Tokyo  

Pacific  Ocean  Japan  Sea  

Par:cle  Accelerator  

ν  

Super-­‐Kamiokande    

Neutrinos  or  An#-­‐Neutrinos  

The  T2K  Experiment  

Stay  tuned…  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles   20  

The XENON Collaborationcurrently ~ 100 scientists from 15 institutions US led and NSF supported since project start in 2002

21  

The                              Collabora:on  

Canada  TRIUMF  U.  Alberta  U.  B.  Columbia  U.  Regina  U.  Toronto  U.  Victoria  U.  Winnipeg  York  U.    France  CEA  Saclay  IPN  Lyon  LLR  E.  Poly.  LPNHE  Paris    Germany  U.  Aachen  

~500  members  (337  authors),  59  Ins:tutes,  11  countries      Italy  INFN,  U.  Roma  INFN,  U.  Napoli  INFN,  U.  Padova  INFN,  U.  Bari    Japan  ICRR  Kamioka  ICRR  RCCN  Kavli-­‐IPMU  KEK  Kobe  U.  Kyoto  U.  Miyagi  U.  Edu.  Okayama  U.  Osaka  City  U.  Tokyo  Metropolitan  U.  U.  Tokyo  

Poland  IFJ  PAN,  Cracow  NJBC,  Warsaw  U.  Silesia,  Katowice  U.  Warsaw  Warsaw  U.T.    U.  Wroclaw    Russia  INR    Spain  IFIC,  Valencia  U.  A.  Barcelona        

 USA  Boston  U.  Colorado  S.  U.  Duke  U.  Louisiana  S.  U.  Stony  Brook  U.  U.  C.  Irvine  U.  Colorado  U.  PiGsburgh  U.  Rochester  U.  Washington        

Switzerland  U.  Bern  U.  Geneva  ETH  Zurich    United  Kingdom  Imperial  C.  London  Queen  Mary  U.  L.  Lancaster  U.  Liverpool  U.  Oxford  U.  Sheffield  U.  STFC/Daresbury  STFC/RAL  Warwick  U.  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles  

Patrick  de  Perio:  Unraveling  the  Mysteries  of  the  Universe  with  Ghostly  Par:cles   22  

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