JUNO
Die letzten Jahre haben zu wichtigen Entdeckungen auf dem Gebiet der Niedrigenergieneutrinophysik geführt. Im SNO-Experiment wurden Flavorübergänge von solaren Elektron- zu Muon- und Tauneutrinos gezeigt. Weitere Hinweise auf Neutrinooszillationen von Elektronantineutrinos aus Kernreaktoren wurden im KamLAND-Experiment gefunden. Im Jahr 2007 begann das Borexino-Experiment mit der Datennahme und demonstrierte das große Potential der Flüssigscintillatortechnologie beim detektieren von geologischen und solaren Neutrinos. Basierend auf dieser Erfahrung wurde JUNO als die nächste Generation der Neutrinodetektoren vorgeschlagen.
Der JUNO-Detektor (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) ist als sphärischer 20 Kilotonnen Flüssigszintillatordetektor nahe Jiangmen, China geplant. Das Ziel des Experiments ist die Ermittlung der Neutrinomassenhierarchie durch Messung von Oszillationseffekten von Neutrinos aus nahe gelegenen Kernreaktoren.
Osiris ist ein Vordetektor von JUNO, der verwendet wird um die Radiopurität des verwendeten Flüssigszintillators zu vermessen. Der Detektor wurde in Aachen gebaut und nach China transportiert. Die ersten Messdaten des Experiments werden demnächst erwartet und die notwendigen Analysen werden ebenfalls hier in Aachen entwickelt.
Die Beteiligung unseres Instituts ist in zwei Hauptrichtungen unterteilt:
Die Hardwareentwicklung arbeitet an einem neuen Konzept, um JUNO und andere große Detektoren mit Photomultipliern auszulesen. Dazu soll die Elektronik direkt an dem PMT angebracht werden, um die Performance zu optimieren und die Skalierbarkeit zu vereinfachen.
Das Analogsignal soll direkt am PMT von einem speziellen ADC, der aktuell am ZEA-2 in Jülich entwickelt wird, digitalisiert und von einem FPGA verarbeitet werden. Ein Fernziel stellt dabei die komplette Signalverarbeitung am PMT selbst dar.
Die Analysegruppe entwickelt Algorithmen zur Rekonstruktion und Selektion von Ergenissen. Dabei werden sowohl klassische analytische als auch neuronale Konzepte untersucht. Durch die hohe Symmetrie des Detektors und die Vielzahl von Kanälen eignet sich JUNO hervorragend für neuronale Netzwerke.
Aktuell liegt der Fokus auf der Unterscheidung von Elektronen und Positronen im Detektor, der Rekonstruktion von Myonen und der Unterdrückung des radioaktiven Untergrunds. Zusätzlich wird die Sensitivität von JUNO auf verschiedene Typen von Supernovaexplosionen untersucht.