Projektbeschreibung
Mit Neutrinos unser Verständnis der Physik erweitern
Das Standardmodell der Physik ist unsere Grundlage, um die Wechselwirkungen zwischen den Elementarteilchen zu verstehen, aber es liefert bislang kein vollständiges Bild. Das EU-finanzierte Projekt ESSCEvNS wird anhand der neu erschlossenen kohärenten elastischen Neutrino-Kern-Streuung (coherent elastic neutrino-nucleus scattering, CEvNS) Theorien erforschen, die über das existierende Modell hinausgehen. Die Forschenden werden einen Detektor für kohärente elastische Neutrino-Kern-Streuung mit kryogenen, undotierten Cäsiumjodidszintillatoren, überwacht von innovativen Sensoren, in Kombination mit Wellenverschiebern der nächsten Generation entwickeln. Mithilfe der zukünftigen Europäischen Spallationsquelle (European Spallation Source, ESS) wird das Projekt Zugang zu jährlich etwa 12 000 CEvNS-Ereignissen mit einer höheren Empfindlichkeit als jemals zuvor erhalten. Außerdem werden Xenondetektor-Prototypen und neue Germanium-Bauelemente erprobt. Ziel ist die Erforschung neuer Theorien der Teilchen- und Kernphysik. Dazu sollen diese neuen Technologien mit dem physikalischen Potenzial der Europäischen Spallationsquelle vereint werden.
Ziel
Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering (CEvNS), a recently discovered process of neutrino interaction, provides numerous opportunities to search for physics beyond the Standard Model (SM). The CEvNS cross-section, much larger than for any other coupling, results in a dramatic miniaturization of neutrino detectors. However, the faint signals generated (few-keV nuclear recoils, NRs) require advanced detector technologies. The unprecedented neutrino flux from the upcoming European Spallation Source (ESS) provides the opportunity for a definitive exploration of all phenomenological applications of CEvNS.
The centerpiece of this proposal is the development of a new CEvNS detector technology, cryogenic undoped CsI scintillators monitored by innovative sensors (the largest avalanche photodiodes produced to date), in combination with state-of-the-art waveshifters (nanostructured organosilicon luminophores). An array of seven CsI crystals at the ESS, operating at 80 K and adding up to just 32 kg, will provide an exceptionally-high signal rate of 12,000 CEvNS events per year, significantly surpassing the sensitivity of ton-scale detectors at present-day spallation sources. The signal output per energy deposited in this new hybrid device is the highest ever achieved with scintillators: this provides a sensitivity to the lowest NR energies expected from CEvNS, for which deviations from the SM are most evident.
This combination of detector technology and neutrino source will achieve the best foreseeable sensitivity to new particle and nuclear physics via CEvNS. A first investigation of the response of high-pressure xenon detectors to low-energy NRs will also be performed. For reasons of nuclear structure, CsI and Xe are essentially identical in their response to CEvNS. However, the technologies and their expected systematics are entirely different. Their simultaneous use at the ESS will provide a unique, robust confirmation of any signatures of new physics encountered.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische ChemieEdelgase
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftentheoretische PhysikTeilchenphysikNeutrinos
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
20018 Donostia San Sebastian
Spanien