Eine neue Einrichtung für Teilchenphysik in Europa
Über Jahre gewonnene bemerkenswerte Einblicke in den Grundaufbau der Materie haben die Existenz von 12 fundamentalen Partikeln im Universum offenbart. Das Verständnis darüber, wie diese zusammenwirken, hat eine Vielzahl experimenteller Ergebnisse erklärt und ein breites Spektrum an Erscheinungen exakt vorherbestimmt. Jüngste Entdeckungen dazu, dass eine Gruppe dieser fundamentalen Partikel, die Neutrinoteilchen, auf ihrer Reise durch den Raum den Typ wechseln können – ein Phänomen, das als Neutrinooszillation bekannt ist – haben zu einem verstärkten Interesse geführt. Abgesehen davon, dass dies an sich schon interessant ist, deutet die Neutrinooszillation darauf hin, dass die Masse der Neutrinos, obwohl winzig klein, nicht unbedeutend ist. Neutrinos können ein altes Puzzle im Big Bang erklären und haben eine wichtige Rolle bei der Geburt des Universums gespielt. Um Neutrinooszillationen detailliert zu messen, benötigt man hochintensive Strahlungseinrichtungen. Akzeptierte Methoden zur Neutrinogenerierung umfassen einen Neutrinosuperstrahl, einen Beta-Strahl oder aus dem Zerfall eines Myons (auch Neutrinofabriken genannt). Das EU-finanzierte Projekt "A high intensity neutrino oscillation facility in Europe" (Euronu) hatte das Ziel, diese Einrichtungen, in denen derartige detaillierte Neutrino-Studien durchgeführt werden können, zu finden und zu bewerten. Die Partner führten eine konzeptionelle Designstudie dreier möglicher Einrichtungen am CERN in Genf durch. Für den Neutrinosuperstrahl und den Betastrahl sollten die Oszillationsparameter 130km weit entfernt im Fréjus-Tunnel unter den Alpen gemessen werden. Für die Neutrinofabrik würden die Messwertgeber bis zu 2 Kilometer entfernt aufgebaut. Das Projekt Euronu befasste sich mit den technischen Herausforderungen der Beschleunigereinrichtungen sowie mit den Optionen für die Messwertgeber, die erforderlich sind, um die Einflussfaktoren der Neutrinooszillation messen zu können, und man entwickelte geeignete Designvorschläge. Nach Schätzung der Kosten für die Konstruktion, empfohlen die Partner den entsprechenden Behörden, dass die Neutrinofabrik trotz der höheren Kosten die präzisesten Messungen der Neutrinooszillation liefern würde. Zusätzlich zum unverzichtbaren Wissen über die Eigenschaften der Neutrinos würde die Umsetzung der Empfehlungen aus dem Projekt EUROnu Europa an der Spitze auf diesem Gebiet positionieren.
