minos & ikarus
TRANSCRIPT
MINOS & ICARUSINHALTINHALT
EINLEITUNGEINLEITUNG
BISHERIGE KENTNISSE BISHERIGE KENTNISSE ÜÜBERBERNEUTRINOSNEUTRINOS
LONG-BASELINE EXPERIMENTELONG-BASELINE EXPERIMENTE
MINOSMINOS
ICARUSICARUSZIEL PRINZIP SCHLZIEL PRINZIP SCHLÜÜSSELTECHNIKSSELTECHNIK
ZUSAMMENFASSUNGZUSAMMENFASSUNG
Proseminar 25.06.2003 Petronela-Antonia Bauer [email protected] Proseminar 25.06.2003 Petronela-Antonia Bauer [email protected]
NEUTRINOEIGENSCHAFTEN1930 PAULI POSTULIERT NEUTRINOS
1956 EXPERIMENTELER NEUTRINO NACHWEIS (Cowan,Reines)
1957 EXPERIMEMTELER NACHWEIS DERPARITÄTSVERLETZUNG (Wu e.al.)
1958 EXPERIMEMTELER NACHWEIS DER HELIZITÄT(Goldhaber e.al)
1962 ENTDECKUNG DES MUON NEUTRINOS (L.Lederman)
1962 POSTULAT DER OSCILLATION Maki Sakata Nakagawa Masami Ziro.
1973 ENTDECKUNG DER NC
1968 SOLARES NEUTRINO DEFIZIT (Davis e.al.)
1985 ATMOSPHERISCHES NEUTRINO DEFIZIT IBM SUPERK
1989 NACHWEIS DER NUR DREI FLAVOURS LEP SLAC
2000 NACHWEIS DES TAU NEUTRINOS (DONUT)
NEUTRINOEIGENSCHAFTEN
FESTE HELIZITÄTBEDEUTET MASSE=O
MAXIMALEPARITÄTSVERLETZUNG
NEUTRINOEIGENSCHAFTEN
ES WEDEN NUR LINKSHÄDIGE NEUTRINOSUND RECHTSHÄNDIGE ANTINEUTRINOSBEOBACHTET
NEUTRINO-QUELLEN:
RADIOAKTIVITÄT,SONNE/STERNE,SUPERNOVAE, AGN, HADRONENSCHAUER,HINTERGRUNDSTRAHLUNG,REAKTORENBESCHLEUNIGER
UNTERSCHEIDBAR DURCH ENERGIE UNDEINFALLSRICHTUNG/WINKEL
SEHR GERINGER WIRKUNGSQUERSCHNITT
NEUTRINO-OSCILLATIONNEUTRINO-OSCILLATIONSUPERKAMIOKANDE:SUPERKAMIOKANDE:EVIDENZ FEVIDENZ FÜÜR NEUTRINO-OSCILLATIONR NEUTRINO-OSCILLATION
BEI CERENKOV-STRAHLUNG SIND BEI CERENKOV-STRAHLUNG SIND vvee UNDUND vvµµ UNTERSCHEIDBARUNTERSCHEIDBAR
ES WURDEN TAG UND NACHT UNTERSCHIEDE GEMESSENES WURDEN TAG UND NACHT UNTERSCHIEDE GEMESSEN
TOTALER SOLARER FLUSS ENTSPRICHTTOTALER SOLARER FLUSS ENTSPRICHT
DEM SOLAREN SM WELCHES HELIOSEISMO-DEM SOLAREN SM WELCHES HELIOSEISMO-
LOGISCH LOGISCH ÜÜBERPRBERPRÜÜFT WURDEFT WURDE
NEUTRINO-OSCILLATIONNEUTRINO-OSCILLATIONVe ue1 ue2 ue3
Vµ = uµ1 uµ2 uµ3
V† u†1 u†2 u†3
V1
V2
V3
OSCILLATIONSWAHRSCHEINLICHKEIT:
P=sin 2ø•sin 1,27•∆m•L Ev
2 2 2
NEUTRINO-OSCILLATIONNEUTRINO-OSCILLATIONBEI OSCILLATIONBEI OSCILLATION : :
IST DIE MASSE NICHT NULLIST DIE MASSE NICHT NULL
ZWEI MZWEI MÖÖGLICHKEITEN FGLICHKEITEN FÜÜRRPARITPARITÄÄTSVERLETZUNG:TSVERLETZUNG:
DIRAC-NEUTRIONSDIRAC-NEUTRIONS
RECHTSHRECHTSHÄÄNDIGE NEUTRINOSNDIGE NEUTRINOSUND LINKSHUND LINKSHÄÄNDIGENDIGEANTINEUTRINOS DIE NICHTANTINEUTRINOS DIE NICHTWECHSELWIRKEN (STERIL)WECHSELWIRKEN (STERIL)
MAJORANA-NEUTRINOSMAJORANA-NEUTRINOS
LEPTONENZAHLVERLETZUNGLEPTONENZAHLVERLETZUNGTEILCHEN UND ANTITEILCHENTEILCHEN UND ANTITEILCHENIDENTISCHIDENTISCH
NEUTRINO-EXPERIMEMTE UND ERGEBNISSESUPERKAMIOKANDE
NOMADNOMAD
CHORUSCHORUS
CHOOZCHOOZ
LSLSND (vND (vµµ:v:vµµ:v:vee v veep ep e++n)n)
KARMENKARMEN
MINOS
OPERA
ICARUS
MAIN INJECTOR NEUTRINO OSCILLATION STUDY
ZIELE:
vµ-DISSAPEARENCE LONG-BASELINE EXPERIMENT
•BESTIMMUNG VON sin 2ø23 und ∆m322 2
••DEFINITIVE EINSCHRDEFINITIVE EINSCHRÄÄNKUNG DER OSCILLATION MITNKUNG DER OSCILLATION MITEINEM STERILEN NEUTRINOEINEM STERILEN NEUTRINO
••BESTBESTÄÄTIGUNG DER ERGEBNISSE VONTIGUNG DER ERGEBNISSE VONSUPERKAMIOKANDESUPERKAMIOKANDE
SCHLÜSSELTECHNIK:TARGETKALORIMETER
Det. 2
Det. 1
MINOS-TUNNEL
PROTONEN ENERGIE: 120 GeV
INTENSITÄT 4*10 p/spill
3,8*10 p/Jahr
13
20
MITTLERE ENERGIE vµ : 3 bis 18 GeV
VERUNREINIGUNG MIT ve < 1%
Graphit Target
Nah-DetektorMISST ENERGIE
SPEKTRUMve CONTAMINATION
AbsorberHalle
Winkel 58 mrad
MINOS FAR DETEKTOR
STAHL SCINTILLATIONSKALOROMETER2,54 CM STAHL ABSORBER MIT
1,5T MAGNETFELD
POLYSTEREN-SCINTILLATONSSTREIFEN
(1CM DICK 4CM BREIT )
FERN DETEKTOR:
486 STAHLPLATTEN
5.4 TONNEN
NAHDETEKTOR:
282 STAHLPLATTEN
980 TONNEN3.8 * 4.8 m OKTAGON
KALIBRATION BEIDER DETEKTOREN MITKOSMISCHER STRAHLUNG
Crane
Ventilation
Electronics
SupportStructure Magnet Coil
ScintillatorModule Manifolds
RockBolts
MINOS FERN DETEKTOR
UNTERE STAHLPLATTE
OBERE STAHLPLATTESCINTILATOR PLATTE ±90°
STAHL PLATTEN UNDSCINTILLATORANORDNUNG
PMTWLS
MINOS FERN DETEKTOR
MULTIPLEX BOX: 8 FIBER
8 FIBER 1PIXEL 16 PIXEL M16-HAMATSU PMT
128 WLS FIBERPER PMT
WLS
SZINTILLATOR STREIFEN 8m
ZUSAMMENFASSUNG:
MINOS MISST CC-RATEN UND ENERGIE VERTEILUNG
MISST NC/(CC+NC)
ERHOFFTES ERGEBNISS:
NACHWEIS DER OSCILLATION UND BEGRENZUNG DESPARAMETERRAUMS
ERMITTLUNG DES OSCILLATIONS MODUS
IMAGING COSMIC AND RAREUNDERGROUND SIGNALS
ZIELE:
vt APPEREANCE LONG-BASELINE EXPERIMENT
DIREKTER NACHWEIS VON OSCILLATION
MESSUNG HOCHENERGETISCHER SOLAREN NEUTRINOS
PRTONZERFALL
SCHLÜSSELTECHNIK:ZEITPROJEKTIONSKAMMER
NEUTRINO-STRAHL VOM CERN ZUM GRAN SASSO
ICARUS DETEKTORDRIFTKAMMER MIT 600TONNEN FLÜSSIGEM ARGONDRIFTLÄNGE :1,5M
PMT KATHODE
3-D DARSTELLUNG DER EVENTS
ANALOG ZUR BLASENKAMMER
ERZEUGTER NEUTRINO STRAHL:
1-100GeV
2600 vµ EREIGNISSE pro kt/Jahr OHNEOSCILLATION
22 vtau EREIGNISSE PRO kt/Jahr
v–
v+
d
+ -
+
–V0
i0
E
d
d
p
p
Drift
ZEIT
Edrift
Drift Richtung
IONISATIONSSPUR
IONISATIONSSPURIONISIERTE
ELEKTRONEN
SPUR
INDUKTIONS KABELEBENE
SAMMEL EBENE
Dri
ft t
ime
(1.5
m)
Dri
ft t
ime
(1.5
m)
Collection view
Induction2 view
EVNTS VOM T600 HALB-MODUL
SCHAUER
MUONENZERFALL
ZUSAMMENFASSUNG
ICARUS IST NICHT NUR SENSITIVE FÜRTAU-NEUTRINO ERSCHEINUNGEN
ES IST AUCH SENSITIVE FÜR SOLARENEUTRINOS
ATMOSPERISCHE NEUTRINOS
AUSBLICK
ZIELE ZUKÜNFTIGER NEUTRINOEXPERIMENTE :
•GENAUERE UNTERSUCHUNG DES OSCILLATIONEFFEKTS
•VORZEICHENBESTIMMUNG VON ∆m23
•CP-VERLETZUNG
•AUSWIRKUNG DER MATERIE AUF DIE OSCILLATION (L >1000 km)
VORGESEHENE ZUKÜNFTIGE NEUTRINOEXPERIMENTE :
•JK �HF-KAMIOKA EXPERIMENT JAPAN
•BNL (SOUDAN/SUDBURY) - FNAL SUPER NUMI (1.6 MW) USA
•CERN: SUPER PROTON LINAC NACH UNO FREJUS EUROPA
ZUKÜNFTIGES