Descrizione del progetto
Neutrini ad altissima energia per aumentare i tassi di rilevamento
Il rilevamento dei neutrini ad altissima energia (UHE, E > 10^17 eV) rappresenta una grande svolta nella fisica astroparticellare, con il rilevamento radio come unico metodo disponibile. Tuttavia, a causa del loro basso flusso, anche le grandi strutture come il previsto osservatorio di neutrini IceCube-Gen2 al Polo Sud possono rilevare solo pochi eventi all’anno. Il progetto NuRadioOpt, finanziato dal CER, si propone di potenziare i rivelatori di neutrini UHE raddoppiando il tasso di rilevamento e migliorando la qualità degli eventi attraverso l’apprendimento profondo e la programmazione differenziale. La soluzione prevede la sostituzione dei tradizionali trigger basati su soglie con reti neurali, consentendo tassi di rilevamento più elevati senza costi sostanziali per l’hardware. Il progetto ottimizzerà la determinazione della direzione e dell’energia dei neutrini, il in linea con gli obiettivi della prevista struttura IceCube-Gen2.
Obiettivo
Detection of neutrinos at ultra-high energies (UHE, E >10^17eV) would be one of the most important breakthroughs in astroparticle physics in the 21st century and would open a new window to the most violent phenomena in our universe. Radio detection remains the only viable technique at these energies.
However, owing to the expected small flux of UHE neutrinos, the detection rate will be small, with just a handful of events per year, even for large future facilities like the IceCube-Gen2 neutrino observatory at the South Pole.
In this project, I will enhance the science capabilities of UHE neutrino detectors substantially by increasing the detection rate of neutrinos and improving the quality of each detected event, using recent advances in deep learning and differential programming. I will replace the threshold-based trigger foreseen for future detectors with neural networks, increasing the detection rate of UHE neutrinos by a factor of two at negligible additional hardware costs. I will perform an end-to-end optimization using differential programming and deep learning to improve the determination of the neutrino direction and energy.
My previous work on developing state-of-the-art MC simulation codes, my experience in data analysis, designing reconstruction algorithms and deep learning, and my leadership role in IceCube-Gen2 will enable this ERC project.
The timing of this project is perfect for influencing IceCube-Gen2 - the largest facility for astroparticle physics with neutrinos for the next decade - whose construction is planned to start in 2027. With this ERC project, IceCube-Gen2 will be able to expedite the discovery of UHE neutrino fluxes by up to a factor of five, see sources from deeper in our Universe increasing the observable volume by a factor of three, and measure the neutrino-nucleon cross-section at EeV energies with 3x smaller uncertainty. Hence, NuRadioOpt will substantially increase the capabilities of future observatories for UHE neutrinos.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
751 05 Uppsala
Svezia