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SFB 1258:  Neutrinos und Dunkle Materie in der Astro- und Teilchenphysik (NDM)

Fachliche Zuordnung Physik
Förderung Förderung seit 2017
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283604770
 
Das Arbeitsgebiet des Sonderforschungsbereich 1258 liegt an der Schnittstelle zwischen Astro- und Teilchenphysik und fokussiert sich auf Neutrinos und Dunkle Materie. Sollte die Dunkle Materie tatsächlich aus neuen Elementarteilchen bestehen, interagieren sie noch schwächer als Neutrinos. Um die Eigenschaften beider zu entschlüsseln, sind daher Detektoren von beispielloser Größe, Empfindlichkeit und Reinheit erforderlich. Die beobachteten kleinen Neutrino-Massen und die Existenz von Teilchen der Dunklen Materie sind nicht Bestandteil des Standardmodells der Teilchenphysik, dessen genaue Erweiterung jedoch erst noch gefunden werden muss. Schließlich sind Neutrinos ein struktureller Bestandteil der Multi-Messenger-Astronomie, da nur durch sie bestimmte Eigenschaften extremer astrophysikalischer Quellen zugänglich sind.Das Forschungsprogramm ist wie folgt gegliedert:Bereich N (Neutrinos): Erforschung der Teilcheneigenschaften von NeutrinosWir wollen die Dirac/Majorana-Natur aufklären, die absolute Neutrino-Massenskala mit KATRIN bestimmen, zusätzliche Neutrino-Arten oder -Wechselwirkungen oder eine Abweichung der Unitarität in der active-flavor Mischungsmatrix finden. Wir haben die Technologie für das Doppel-Beta-Zerfallsexperiment der nächsten Generation LEGEND (Nachfolger von GERDA) entwickelt, Vorarbeiten für das JUNO Experiment und das IceCube-Upgrade (vormals PINGU) geleistet, und das NUCLEUS-Projekt zur Untersuchung der kohärenten Neutrino-Kern-Streuung auf den Weg gebracht.Bereich D (Dunkle Materie): Suche nach Teilchen der Dunklen Materie, insbesondere WIMPs, Axionen und anderen langlebigen TeilchenkandidatenUnsere Strategie umfasst den direkten Nachweis mit CRESST, den indirekten mit IceCube, neue theoretische Werkzeuge zur Untersuchung subtiler Quanteneffekte in Interaktionsprozessen für schwere WIMPs und die Suche nach phänomenologischen Signaturen am LHC am CERN. Wir haben die Machbarkeit des MADMAX-Konzepts zum Nachweis von Axionen gezeigt und für das Experiment ALICE den Weg geebnet, um die Frage voranzutreiben, ob Antimaterie durch die Vernichtung von Dunkler Materie erzeugt werden kann.Bereich M (Messenger): Erforschung von Neutrinos als astronomische Boten und Untersuchung des Materiezustands von kompakten Sternobjekten mithilfe von BeschleunigerexperimentenWir suchen nach astrophysikalischen Quellen, um die von IceCube beobachteten kosmischen Neutrinos zu erklären. Das in Kürze startende JUNO Experiment, das geplante IceCube-Gen2 und das anvisierte Pacific Ocean Neutrino Experiment (P-ONE) werden die Suche später erweitern. Die Untersuchung von kompakten Objekten, Resten von Sternexplosionen, legen die Grundlage für die Bestimmung des diffusen Supernova-Neutrino-Hintergrunds (DSNB) mit JUNO. Mit Daten des Experiments ALICE wollen wir untersuchen, ob Neutronensterne tatsächlich Hyperonen enthalten.Dieses Forschungsprogramm wird ergänzt durch eine Graduiertenschule (GS) und ein Programm für Öffentlichkeitsarbeit (PR).
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug Österreich, USA

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität München (TUM)
Beteiligte Hochschule Technische Universität Wien
 
 

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