Bestimmung der Neutrino-Massenhierarchie

Den Eigenschaften der Geisterteilchen auf der Spur

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat eine neue Forschergruppe zur „Bestimmung der Neutrino-Massenhierarchie mit dem JUNO-Experiment“ genehmigt, an der das Team um den Mainzer Physiker Prof. Dr. Michael Wurm beteiligt ist.

Das im Mainzer Labor aufgebaute Experiment misst die Streulänge von Licht in einer Szintillatorprobe und ist ein wichtiger Puzzlestein für die Optimierung des JUNO-Szintillators. (Foto/©: Paul Hackspacher / JGU)

Die Forschergruppe beschäftigt sich mit der Frage nach der Hierarchie oder Ordnung der Neutrino-Massen, d.h. welche der drei bekannten Neutrinospezies die geringste und welche die schwerste Masse hat. Mit der Entwicklung des Flüssigszintillators, in dem Neutrinos über die von ihnen erzeugten Lichtblitze im Experiment nachgewiesen werden, beteiligt sich die Gruppe am Aufbau des neuen Neutrinodetektors im Süden Chinas. Am Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) sind mehr als 50 Institute aus China, den USA und Europa beteiligt, davon sechs allein aus Deutschland. Die Leitung der neuen Forschergruppe „Bestimmung der Neutrino-Massenhierarchie mit dem JUNO-Experiment“ liegt bei der RWTH Aachen.

Der Beitrag der Mainzer Arbeitsgruppe zu JUNO umfasst zwei Aspekte der Detektorentwicklung. „Einerseits engagieren wir uns in der Vorbereitung von Datenanalyse und Detektorsimulationen und liefern dabei wichtiges Feedback für das Design des Neutrinodetektors. Andererseits sind wir an der Optimierung des Flüssigszintillators und damit des Nachweismediums für die Neutrinos beteiligt, vor allem im Hinblick auf die optische Transparenz und die genaue chemische Zusammensetzung", erklärt Michael Wurm. Beide Aspekte tragen wesentlich zur experimentellen Sensitivität und damit zum Erfolg des JUNO-Experiments bei.

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Die Neutrinophysik ist nicht erst seit der diesjährigen Verleihung des Physik-Nobelpreises für den Nachweis, dass Neutrinos eine Masse besitzen, ein bedeutendes Forschungsfeld innerhalb der Teilchenphysik. Am Exzellenzcluster „Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter“ (PRISMA) der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) spielt die Neutrinophysik eine wichtige Rolle im Forschungsprogramm des schwach wechselwirkenden Universums.

Weitere Informationen:
Univ.-Prof. Dr. Michael Wurm
Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik (ETAP)
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
E-Mail: michael.wurm@uni-mainz.de
http://www.staff.uni-mainz.de/wurmm/index.html

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