Double Chooz
Schwerpunkte in Aachen
Trigger-System (Hardware)
Trigger-Simulation (Software)
Detektoraufbau (PMTs)
Datennahme und Auswertung
Bestimmung von θ13 durch
a) Neutroneneinfänge durch Wasserstoff
b) Neutroneneinfänge durch Gadolinium
Globale Analyse
Das Double Chooz Experiment
Das Double Chooz Experiment sucht nach speziellen Elementarteilchen, den sogenannten Neutrinos. Es misst die Oszillation dieser Neutrinos, also die Umwandlung von Neutrinos eines bestimmten Typs (Flavours) in einen andern Typ. Es nutzt dazu die Reaktoren des französischen Kernkraftwerks Chooz. Das Double Chooz Experiment misst mit seinen zwei Detektoren den Fluss (Anzahl/Zeit) der in den Reaktoren entstandenen Antielektronneutrinos in zwei verschiedenen Entfernungen. Aus dem Unterschied der Flüsse lässt sich errechnen, wie viele Neutrinos ihren Typ auf dem Weg gewechselt haben. Dies wird durch den Parameter θ13 beschrieben. Neutrinos können im Detektor dadurch nachgewiesen werden, dass sie mit einem Proton wechselwirken und dabei ein Neutron und ein Positron produzieren (inverser Betazerfall). Das Positron hinterlässt schlagartig Licht im Detektor (Annihilation). Nach einer charakteristischen Zeit (verzögerte Koinzidenz) produziert auch das Neutron Licht im Detektor, wenn es auf einen Gadoliniumkern trifft (Neutroneneinfang). Da Neutrinos aber nur sehr selten mit Protonen wechselwirken und dabei nur sehr wenig Licht entsteht, sind die Detektoren jeweils mit 390 hochempfindlichen Lichtsensoren (PMTs) ausgerüstet. Aufgrund ihrer Signale wird vom Triggersystem entschieden, ob es sich um ein Neutrinoereignis oder eines der häufigen Untergrundereignisse handelt. Die Entwicklung und der Betrieb des Triggerssystems ist die Kernkompetenz der Aachener Arbeitsgruppe.
Trigger
Unser Hauptbeitrag zum Double-Chooz-Experiment ist die Entwicklung des Triggers, wobei eine Energieschwelle als Trigger dient. Wir testen auch die Multiplizität auf ihre Eignung als zusätzliche Trigger-Größe und bestimmen die Trigger-Effizienz und ihren Einfluss auf das finale Ergebnis. In unseren Werkstätten stellen wir Hardware her und führen ausgiebige Testläufe durch. Zusätzlich beteilgen wir uns am Einbau der PMTs und sind in die Analyse involviert. Wir sind insbesondere in der sogenannten Wasserstoffanalyse engagiert, einer neuartigen Analysestrategie, die die Einfänge von Neutronen durch Wasserstoff zum Nachweis von Neutrinos nutzt. Weiterhin arbeiten wir in unserer globalen Analyse an der Schnittstelle zwischen Reaktor- und Long-Baseline-Experimenten.
Die Aachener Double-Chooz-Gruppe
Veröffentlichungen und Präsentationen
Mögliche Bachelor- und Masterarbeiten
Aachener Double-Chooz-Wiki, passwortgeschützt
Links
Kernkraftwerk Chooz (französisch)