Antimateria cosmica come segnale di Materia Oscura

The indirect research of particle Dark Matter through antimatter is mainly focused on the search of anti-protons, e+e and γ-rays signals. Anti-protons created from Dark Matter annihilation (or primary anti-protons) are expected to be abundant in the low energy range (below few GeV), a region where the anti-protons created from nuclear reaction in the InsterStellar Medium (ISM hereafter) (secondary anti-protons) are depleted. However, due to processes in the ISM (ionization and non-annihilating scattering), the energy of the secondaries is flattened in the above mentioned energy range. These processes are suppressed in the case of anti-deuteron thus the search of Dark Matter through the latter is way more promising. In this work I calculate the differential cross sections for the anti-proton and for the anti-deuteron from secondary terms, useful for a future prediction of anti-deuteron flux in anticipation of the new experiment GAPS, a particle detector mounted on an aerostatic balloon that will be launched in 2021.

La ricerca indiretta di particelle di Materia Oscura attraverso l'antimateria è concentrata maggiormente sulla ricerca di segnali di antiprotoni, e+ e e raggi y. Gli antiprotoni creati da annichilazione di materia oscura (o antiprotoni primari) ci si aspetta siano abbondanti in un range di energie basso (sono qualche GeV), una regione dopo gli antiprotoni creati da reazioni nucleari nel mezzo interstellare (ISM) (antiprotoni secondari) sono impoveriti. Tuttavia, a causa di processi nel ISM (ionizzazione e urti non annichilanti), l'energia dei secondari è abbassata nel range a basse energie sopracitato. Questi processi sono soppressi nel caso dell'antideuterio, percié la ricerca di materia oscura attraverso quest'ultimo è molto più promettente. In questa tesi, calcolo la sezione d'urto differenziale per l'antiprotone e per l'antideuterio per i termini secondari, utile per una futura predizione del flusso di antideuterio, in previsione del nuovo esperimento GAPS, un rilevatore di particelle montato su un pallone aerostatico che sarà lanciato nel 2021.