Messung des Flavors ultrahoch-energetischer Neutrinos

• Antragsteller: Dr. Christoph Welling
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder ; Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512689354

Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Methoden, mit der die Flavor-Zusammensetzung astrophysikalischer Neutrinos mit Energien im EeV-Bereich bestimmt werden kann. Da diese Neutrinos im Zusammenhang mit den Quellen ultrahoch-energetischer kosmicher Strahlung stehen, wird diese Messung wertvolle Informationen zu ihrer Herkunft liefern. Zwei Detektoren, mit denen EeV-Neutrinos gemessen werden können sind das Radio Neutrino Observatory Greenland (RNO-G), welches gerade auf dem grönländischen Eisschild gebaut wird, und die Payload for Ultrahigh Energy Observations (PUEO), die 2024 an einem Ballon fliegen soll. Beide Experimente basieren auf der Detektion von Radiosignalen, die von durch Neutrinos erzeugten Teilchenschauern produziert werden. Während beide Experimente für alle drei Neutrino-Flavors sensitiv sind, kann das geladene Lepton, welches in charged-current-Interaktionen von Neutrinos erzeugt wird, zu eindeutigen Signaturen im Radiosignal führen. Dadurch wird RNO-G den Anteil an Elektron-Neutrinos und den gemeinsamen Müon- und Tauneutrino-Anteil messen könne. Da PUEO den Anteil an Tau-Neutrinos messen kann, haben beide Experimente zusammen das Potential, alle drei Neutrino-Arten zu unterscheiden. Das Ziel dieses Projektes ist es zunächst, Methoden zu entwickeln, mit denen diese Flavor-Signaturen durch RNO-G und PUEO gefunden werden können, und ihre Empfindlichkeit zu bestimmen. Darauf basierend wird dann das Potential von RNO-G und PUEO, die Flavor-Komposition von UHE Neutrinos zu messen, bestimmt.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Abigail Vieregg