NU 4 ν: nuclear ab initio methods for neutrino physics

Descripción del proyecto

Sentar las bases para interpretar experimentos punteros con neutrinos

La era de los experimentos de oscilación de neutrinos de alta precisión ya está aquí, cuyo programa científico requiere un conocimiento preciso de las interacciones de los neutrinos con los núcleos atómicos. La teoría de muchos cuerpos «ab initio» ha logrado también grandes avances en los últimos años y permite realizar predicciones relevantes para núcleos de masa media. El proyecto NU 4 nu, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, impulsa los cálculos de estructuras nucleares hacia nuevas aplicaciones y regiones de mayor energía. Su equipo desarrolla herramientas para generadores de eventos de Monte Carlo basadas en el marco de clústeres acoplados. Estas herramientas mejorarán la comprensión de las interacciones de los neutrinos con los núcleos atómicos para lograr así una interpretación ideal de futuros experimentos con neutrinos.

Objetivo

We are entering an era of high-precision neutrino oscillation experiments (T2HK, DUNE), which potentially hold answers to some of the most exciting questions in particle physics. These future scientific discoveries require a precise knowledge of neutrino-nucleus interactions for a wide range of energies and nuclear targets, mainly medium-mass nuclei like oxygen and argon. Presently, this goal is far from being reached due to the simplistic nuclear models used in experimental analyses performed with the Monte Carlo (MC) event generators. In view of these needs, “NU 4 ν: nuclear ab initio methods for neutrino physics” gives an insight from more fundamental nuclear studies and delivers consistent theoretical predictions.

“NU 4 ν” is an interdisciplinary endeavour which pushes nuclear structure calculations towards new applications and higher energy regions. We propose to employ the coupled cluster (CC) framework to deliver and benchmark a set of tools that will be implemented in the MC event generators. For the first time we want to employ a fundamental many-body theory to give results on various steps of simulation done within the MC generators. Not only we encapsulate the physics of the nuclear ground state through an established formalism of spectral functions, but we also account for the effects of nuclear correlations in the intra-nuclear cascade, an integral part of the MC generators, leading to an unprecedented theoretical consistency.

The CC theory is perfectly suited to describe systems as large as oxygen and argon, pivotal for the neutrino experiments. Recently it has been combined with Lorentz integral transform (LIT-CC) method opening the door to calculate neutrino-nucleus cross-sections from first principles. The concurrent planned research of the host group using the LIT-CC method will give a unique chance to compare both approaches and perform an analysis of theoretical uncertainties.

Ámbito científico

Programa(s)

Tema(s)

MSCA-IF-2020 - Individual Fellowships

Convocatoria de propuestas

H2020-MSCA-IF-2020

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Régimen de financiación

MSCA-IF-EF-ST - Standard EF

Coordinador

JOHANNES GUTENBERG-UNIVERSITAT MAINZ

Aportación neta de la UEn

€ 162 806,40

Dirección

SAARSTRASSE 21
55122 Mainz
Alemania

Región

Rheinland-Pfalz Rheinhessen-Pfalz Mainz, Kreisfreie Stadt

Tipo de actividad

Higher or Secondary Education Establishments

Enlaces

Contactar con la organización Sitio web

Participación en los programas de I+D de la UE

Red de colaboración de HORIZON

Coste total