<secondary-title/> </titles> <doi/> <pages/> <volume/> <number/> <keywords> <keyword>materia oscura </keyword> <keyword>anais-112</keyword> <keyword>modulación anual</keyword> <keyword>yoduro de sodio </keyword> <keyword>factor de quenching</keyword> </keywords> <dates> <year>2025</year> <pub-dates> <date>2025</date> </pub-dates> </dates> <abstract>Numerosas observaciones astronómicas y cosmológicas correspondientes a distintas escalas y tiempos de la historia del Universo apuntan a la existencia de la materia oscura, la cual constituye aproximadamente el 27% del Universo. A pesar de los grandes esfuerzos experimentales, la naturaleza de la materia oscura sigue siendo desconocida. Entre los candidatos favoritos a materia oscura se encuentran los axiones y las partículas masivas débilmente interactuantes (WIMPs, por sus siglas en inglés), cuya detección puede ser abordada haciendo uso de técnicas diferentes mediante detectores situados en la Tierra. Sólo el experimento DAMA/LIBRA, que utiliza detectores de NaI(Tl) en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso, ha reportado una señal positiva de materia oscura: una modulación anual en sus ritmos de detección compatible con la esperada para partículas de materia oscura del halo galáctico. Para verificar de forma independiente este resultado sin depender de modelos específicos de materia oscura o del halo, es esencial utilizar el mismo material blanco de yoduro de sodio (NaI). Este es el objetivo de ANAIS-112, que opera con 112,5 kg de centelleadores de NaI(Tl) desde el 3 de agosto de 2017 en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC). Esta tesis presenta el trabajo realizado dentro del experimento ANAIS-112, centrado en el análisis de datos y el desarrollo de simulaciones basadas en Geant4, con el objetivo de mejorar el entendimiento de los efectos sistemáticos que afectan a la comparación entre DAMA/LIBRA y ANAIS-112, y de aumentar la sensibilidad del experimento. En primer lugar, se ha trabajado en mejorar la comprensión de la respuesta de los cristales de ANAIS-112 a los retrocesos nucleares. Seis años de datos de ANAIS cuestionan de manera significativa la interpretación en términos de materia oscura de la señal observada por DAMA/LIBRA. Sin embargo, es necesario abordar las incertidumbres sistemáticas, especialmente las relacionadas con los factores de quenching (QFs) para el centelleo de los núcleos de sodio e yodo en NaI(Tl), para garantizar comparaciones rigurosas entre ANAIS, DAMA/LIBRA y otros experimentos. Para ello, desde 2021 se han realizado calibraciones con neutrones in situ en ANAIS-112 en el LSC. El procedimiento de calibración se basa en la exposición de todo el conjunto de detectores de ANAIS a fuentes de neutrones de 252Cf. Este trabajo ha comparado los datos obtenidos en dichas calibraciones con simulaciones específicas de neutrones basadas en Geant4. Además, las simulaciones de neutrones han puesto de manifiesto deficiencias en la implementación de ciertos procesos de decaimiento o secciones eficaces de neutrones en algunas versiones de Geant4. Este estudio ha permitido evaluar distintos modelos de QF. Las simulaciones han demostrado una alta sensibilidad al modelo de QF empleado, favoreciendo aquellos en los que el QF aumenta con la energía y desfavoreciendo los valores de QF asumidos por DAMA/LIBRA. Paralelamente, esta tesis ha contribuido a la mejora del modelo de fondo de ANAIS-112 mediante un ajuste multiparamétrico de sus diferentes componentes del fondo. Se ha realizado una revisión exhaustiva de las contribuciones consideradas en el modelo de fondo previo, lo que ha permitido lograr un acuerdo significativamente mejor en todos los observables analizados. Posteriormente, se han realizado nuevas búsquedas de física con los datos de ANAIS-112. En concreto, se ha llevado a cabo un reanálisis de la señal de modulación anual y una búsqueda de axiones solares utilizando la exposición acumulada de seis años del experimento. Finalmente, esta tesis también incorpora el trabajo realizado durante una estancia de investigación en el experimento COSINUS, centrado en el modelado de fondo y en el análisis del impacto de las componentes del fondo interno en la sensibilidad del experimento. </abstract> </record> </records> </xml>

Pardo Yanguas, Tamara <secondary-title/> </titles> <doi/> <pages/> <volume/> <number/> <keywords> <keyword>materia oscura </keyword> <keyword>anais-112</keyword> <keyword>modulación anual</keyword> <keyword>yoduro de sodio </keyword> <keyword>factor de quenching</keyword> </keywords> <dates> <year>2025</year> <pub-dates> <date>2025</date> </pub-dates> </dates> <abstract>Numerosas observaciones astronómicas y cosmológicas correspondientes a distintas escalas y tiempos de la historia del Universo apuntan a la existencia de la materia oscura, la cual constituye aproximadamente el 27% del Universo. A pesar de los grandes esfuerzos experimentales, la naturaleza de la materia oscura sigue siendo desconocida. Entre los candidatos favoritos a materia oscura se encuentran los axiones y las partículas masivas débilmente interactuantes (WIMPs, por sus siglas en inglés), cuya detección puede ser abordada haciendo uso de técnicas diferentes mediante detectores situados en la Tierra. Sólo el experimento DAMA/LIBRA, que utiliza detectores de NaI(Tl) en el Laboratorio Nacional del Gran Sasso, ha reportado una señal positiva de materia oscura: una modulación anual en sus ritmos de detección compatible con la esperada para partículas de materia oscura del halo galáctico. Para verificar de forma independiente este resultado sin depender de modelos específicos de materia oscura o del halo, es esencial utilizar el mismo material blanco de yoduro de sodio (NaI). Este es el objetivo de ANAIS-112, que opera con 112,5 kg de centelleadores de NaI(Tl) desde el 3 de agosto de 2017 en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC). Esta tesis presenta el trabajo realizado dentro del experimento ANAIS-112, centrado en el análisis de datos y el desarrollo de simulaciones basadas en Geant4, con el objetivo de mejorar el entendimiento de los efectos sistemáticos que afectan a la comparación entre DAMA/LIBRA y ANAIS-112, y de aumentar la sensibilidad del experimento. En primer lugar, se ha trabajado en mejorar la comprensión de la respuesta de los cristales de ANAIS-112 a los retrocesos nucleares. Seis años de datos de ANAIS cuestionan de manera significativa la interpretación en términos de materia oscura de la señal observada por DAMA/LIBRA. Sin embargo, es necesario abordar las incertidumbres sistemáticas, especialmente las relacionadas con los factores de quenching (QFs) para el centelleo de los núcleos de sodio e yodo en NaI(Tl), para garantizar comparaciones rigurosas entre ANAIS, DAMA/LIBRA y otros experimentos. Para ello, desde 2021 se han realizado calibraciones con neutrones in situ en ANAIS-112 en el LSC. El procedimiento de calibración se basa en la exposición de todo el conjunto de detectores de ANAIS a fuentes de neutrones de 252Cf. Este trabajo ha comparado los datos obtenidos en dichas calibraciones con simulaciones específicas de neutrones basadas en Geant4. Además, las simulaciones de neutrones han puesto de manifiesto deficiencias en la implementación de ciertos procesos de decaimiento o secciones eficaces de neutrones en algunas versiones de Geant4. Este estudio ha permitido evaluar distintos modelos de QF. Las simulaciones han demostrado una alta sensibilidad al modelo de QF empleado, favoreciendo aquellos en los que el QF aumenta con la energía y desfavoreciendo los valores de QF asumidos por DAMA/LIBRA. Paralelamente, esta tesis ha contribuido a la mejora del modelo de fondo de ANAIS-112 mediante un ajuste multiparamétrico de sus diferentes componentes del fondo. Se ha realizado una revisión exhaustiva de las contribuciones consideradas en el modelo de fondo previo, lo que ha permitido lograr un acuerdo significativamente mejor en todos los observables analizados. Posteriormente, se han realizado nuevas búsquedas de física con los datos de ANAIS-112. En concreto, se ha llevado a cabo un reanálisis de la señal de modulación anual y una búsqueda de axiones solares utilizando la exposición acumulada de seis años del experimento. Finalmente, esta tesis también incorpora el trabajo realizado durante una estancia de investigación en el experimento COSINUS, centrado en el modelado de fondo y en el análisis del impacto de las componentes del fondo interno en la sensibilidad del experimento. </abstract> </record> </records> </xml>