[en] The nature of Dark Matter (DM) in the Universe is still an enigma at present day, despite the efforts of the scientific community. Among the favorite DM particle candidates beyond the Standard Model of particle physics, the Weakly Interacting Massive Particle (WIMP) is of the most promising. Predicted to have a mass between few GeV and hundreds of TeV, it fits perfectly in the energy range tested by indirect dark matter searches with Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes. The MAGIC telescopes, located at the Observatorio del Roque de los Muchachos, on the Canary Island of La Palma, perform indirect DM searches for WIMPs since their very beginning. Among the targets observed, dwarf spheroidal satellite galaxies (dSphs) and the Galactic Center and halo are the most common, both expected to be embedded in a high DM overdensity. In this thesis I present the outcome of indirect WIMP annihilation searches from three different observation targets (the globular cluster M15 and the dSphs Draco and Coma Berenices) together with the results obtained by a combination of data from the two dSphs studied in this thesis and two dSphs previously analyzed by the MAGIC collaboration. No signal has been observed in any of the four searches. The study of M15 has been a challenge due to its relatively low DM overdensity predicted and the large systematic uncertainties resulting from the current lack of star velocity dispersion profiles at its core. In order to get an estimate of the sensitivities achievable with this type of analyses, four different realizations of the M15 DM density profile were investigated. Statistical upper limits on the velocity-averaged WIMP annihilation cross-section have been obtained with the use of the DM profiles provided by the H.E.S.S. and VERITAS experiments. The results obtained are compatible with those presented in their respective publications. Further toy statistical upper limits have been obtained taking into account DM density profiles from a convolution of the M15 density profile and its expected non-baryonic matter content in a scenario of DM domination. The limits retrieved with this method are better than the most promising ones from dSphs, but at the same time systematically unreliable, and provide only a minimum value of the velocity-averaged cross-section attainable in M15, awaiting for new kinematic measurements at globular clusters cores. The dSphs Draco and Coma Berenices were observed during the past years with the MAGIC telescopes within a multi-year diversification campaign. Reliable 95% CL upper limits on the velocity-averaged WIMP annihilation cross-section have been retrieved and are presented in this thesis. The data of these two dSphs are also combined with the ones of the two other dSphs previously observed with the MAGIC telescopes, namely Segue 1 and Ursa Major II, to achieve the best sensitivity for indirect WIMP DM annihilation searches. The results obtained constitute the MAGIC collaboration legacy in this field, and are the most constraining reached by MAGIC and the most stringent in the ~ 10-100 TeV WIMP DM mass interval in gamma-ray astrophysics searches so far, reaching upper limits of the order of 10⁻24 cm3/s for the velocity-averaged cross-section. In the last part of this thesis, I present my contribution to the development and set up of the Barcelona Raman LIDAR, an advanced and no commercial instrument optimized for the atmospheric monitoring above the future Cherenkov Telescope Array.

[es] La naturaleza de la materia oscura (DM) en el universo sigue siendo un enigma a día de hoy a pesar los esfuerzos de la comunidad científica. Entre las partículas candidatas más allá del modelo estándar de física de partículas destaca la Weakly Interacting Massive Particle (WIMP) como una de las más prometedoras. Su masa se estima entre pocos GeV y cientos de TeV, encajando perfectamente en el intervalo de energías testeadas para la búsqueda indirecta de la materia oscura. Los telescopios MAGIC, situados en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla canaria de La Palma, realizan búsquedas indirectas de WIMP desde que entraron en operación. Los objetos observados más comunes para tal fin son las galaxias esferoidales enanas (dSphs) satélites de la Vía Láctea y el centro galáctico y su halo. En esta tesis presento el resultado de las búsquedas indirectas de aniquilación de WIMPs en tres diferentes objetos de observación (el cúmulo globular M15 y las dSphs Draco y Coma Berenices) así como los resultados obtenidos a partir de la combinación de los datos de las dos dSphs estudiadas y dos dSphs analizadas previamente dentro de la colaboración MAGIC. No se ha encontrado ninguna señal en cualquiera de los 4 estudios. El estudio de M15 ha constituido un reto debido al modesto exceso de densidad de DM supuesto en este tipo de objetos y las grandes incertidumbres asociadas a los perfiles de dispersión de la velocidad de las estrellas en sus centros. Para obtener una estimación de las sensibilidades que se pueden obtener en este tipo de análisis, se han considerado cuatro diferentes perfiles de densidad de DM de M15. Se han obtenido límites superiores estadísticos sobre el promedio de la sección eficaz de aniquilación de WIMPs multiplicada por la velocidad (en adelante velocity-averaged cross-section) considerando los perfiles de densidad de DM proporcionados en los trabajos de H.E.S.S. y VERITAS. Los resultados obtenidos son compatibles con los presentados por sus respectivas publicaciones. Adicionalmente, se han encontrado límites superiores de prueba considerando perfiles de densidad de DM obtenidos a partir de la convolución del perfil de densidad de M15 y de su contenido de materia no bariónica en un escenario de un cuerpo dominado por DM. Los límites obtenidos con este método son mejores que los que se obtienen con las más prometedoras dSphs, pero al mismo tiempo son poco realistas y proporcionan solamente un valor mínimo de la velocity-averaged cross-section alcanzable en M15, a la espera de nuevas medidas cinemáticas en sus partes centrales. Las dSphs Draco y Coma Berenices han sido observadas con los telescopios MAGIC dentro de una campaña de diversificación de fuentes de observación plurianual. Se han obtenido límites superiores realistas con un 95% de nivel de confianza en la velocity-averaged cross-section de WIMPs. La combinación de los datos de estas dos dSphs con los de las otras dos dSphs anteriormente observadas con MAGIC (Segue 1 y Ursa Major II) ha permitido mejorar la sensibilidad en la búsqueda indirecta de aniquilación de WIMPs. Los resultados obtenidos constituyen el legado de la colaboración MAGIC en este campo, y son los más restrictivos alcanzados en MAGIC y los más estrictos en el intervalo de masa de WIMP ~10-100 TeV en las búsquedas en astrofísica de rayos gamma, llegando a límites superiores del orden de 10⁻24 cm3/s sobre la velocity-averaged cross-section con un nivel de confianza del 95%. En la última parte de la tesis se presenta mi contribución al desarrollo y puesta a punto del Barcelona Raman LIDAR, un instrumento avanzado y no comercial optimizado para la monitorización de la atmósfera encima del Cherenkov Telescope Array.