Neuartige Methoden zum Nachweis von Supernova Neutrinos mit Szintillatoren und Blei-detektoren

• Antragsteller: Professor Dr. Kai Zuber
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250312026

Die Eigenschaften von Neutrinos beeinträchtigen verschiedenste Bereiche der Physik. Zu den herausragenden wissenschaftlichen Leistungen des letzten Jahrzehnts gehoert der gesicherte Nachweis einer nichtverschwindenden Ruhemasse des Neutrinos, der auf dem Effekt der Neutrinooszillationen beruht. Kernkollaps-Supernova Explosionen sind eine besondere Quelle von Neutrinos, deren erstmalige Beobachtung 1987 stattgefunden hat. Mittlerweile existieren viel modernere Detektoren und weitere sind in Planung. Eine wichtige Reaktion ist die Neutrino-Proton Streuung, eine neutrale Strom (NC) Reaktion fuer alle Neutrino Flavours. Die Benutzung dieser Reaktion zum Supernova Nachweis ist guenstig fuer Szintillatoren. Dafuer muss jedoch die relative Lichtausbeute der rueckstossenden Protonen relativ zu Elektronen (der sog. Quenching-Faktor) experimentell bestimmt werden. Die Werte des Quenching Faktors haengen von der Energie ab und variieren von Szintillator zu Szintillator. Daher muessen sie fuer das jeweilige Experiment gemessen werden. Aufgrund der Seltenheit einer galaktischen Supernova muessen auch Komplementaritaet und Synergie zwischen verschiedenen Experimenten betrachtet werden, um den maximalen Informationsgewinn aus dem naechsten, nahen Supernova Ereignis zu extrahieren. Die Experimente SNO+ und HALO sind hierbei besonders interessant, da sie voellig unterschiedliche Detektionsmethoden benutzen aber sehr nahe zusammenstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen