Projektbeschreibung
Fortgeschrittene Sonden für die Neutrino-Forschung
Neutrinos sind neutrale subatomare Teilchen, die bei Kernreaktionen, z. B. in der Sonne, und beim Zerfall bestimmter radioaktiver Elemente entstehen. Die Untersuchung von Neutrinos kann nur durch einen theoretischen Prozess möglich sein, der als neutrinoloser doppelter Betazerfall bekannt ist. Dieser Zerfall ist allerdings unglaublich selten, und es wird vorhergesagt, dass er nur einmal in über einer Quintillion Jahren auftritt, wodurch der Nachweis sehr schwierig wird. Bei Experimenten wie CUORE werden extrem kalte Detektoren und große Mengen spezifischer Kristalle eingesetzt, um nach diesen Ereignissen zu suchen, doch Hintergrundrauschen erschwert die Suche. Ziel des ERC-finanzierten Projekts OPOSSUM ist es, den Nachweis zu optimieren, indem diese Kristalle mit fortgeschrittenen Sensoren ausgestattet werden, die helfen, echte Signale von Rauschen zu unterscheiden, und uns der Entdeckung der wahren Natur der Neutrinos näher bringen.
Ziel
The observation of neutrinoless double-beta decay (0) would revolutionise our understanding of neutrinos by affirming their Majorana nature and shedding light on their absolute mass scale and hierarchy. Detecting its monochromatic peak at MeV levels, with half-lives over 1026 years, is a significant challenge. Scientists are striving to push the scale of experimental exposures to tons of material per years. It is only in a background-free experiment that sensitivity scales linearly with exposure, maximising the benefits of increased detector mass. The forefront of this search lies with ton-scale arrays of bolometers at mK temperatures, such as CUORE, which investigates 0 in 130Te using TeO2 crystals, known for their exceptional energy resolution but plagued by background event identification challenges. With its 34% isotopic abundance 130Te emerges as the leading 0 candidate, bypassing the need for the now-challenged enrichment process.
OPOSSUM will revolutionise event detection by outfitting 12 CUORE-crystals with six quantum limited sensors (Microwave Kinetic Inductance Detectors) and a thermistor. This innovative approach will enable discrimination of events by classifying them as Single Site or Multi Site Events. Through pulse-shape analysis, OPOSSUM is set to tag 0 signals with 3 distinction from any background. This method has the potential to lower CUORE's background from 10-2 to below 10-4 counts/keV/kg/year.
The success of OPOSSUM will facilitate rapid deployment within the existing setup without extensive R&D or major financial outlay. OPOSSUM-1ton is poised to become the first bolometric ton-scale, background-free experiment that can aim at surpassing the inverted hierarchy scenario, i.e. <10 meV Majorana mass.
My vast experimental knowledge in low-temperature detectors is crucial for OPOSSUM's mission to push the boundaries of particle physics as per the EU Astroparticle committee recommendation for the neutrino physics programme.
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. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- SozialwissenschaftenSoziologiesoziale Missständesoziale Ungleichheit
- Technik und TechnologieElektrotechnik, Elektronik, InformationstechnikElektrotechnikSensoren
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG
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