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The Impact of Neutrino-Nucleus Interactions on DUNE's CP-Violation Measurement

Description du projet

Améliorer la sensibilité de DUNE à la violation de CP

La raison pour laquelle l’univers que nous observons aujourd’hui est entièrement constitué de matière est l’une des plus grandes interrogations de la physique moderne. Si le Big Bang avait engendré des quantités égales de matière et d’antimatière, tout aurait dû être anéanti — on ignore toujours ce qui a fait pencher la balance du côté de la matière. La Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) est une expérience internationale de pointe pour la science des neutrinos qui pourrait nous éclairer sur la violation de CP, à savoir pourquoi nous vivons dans un univers dominé par la matière. Le projet ARNU, financé par l’UE, utilisera de nouvelles techniques d’analyse afin de réduire les erreurs systématiques dans les mesures de la violation de PC par DUNE, dues aux incertitudes dans la compréhension des interactions entre les neutrinos et les noyaux. Ces techniques devraient permettre de mieux distinguer les différents modèles nucléaires et, à terme, d’améliorer la sensibilité de DUNE à la violation de PC.

Objectif

The question of why matter is able to exist in abundance in our Universe is one of the most exciting open questions in physics today. One possible source of a matter-antimatter asymmetry is an as yet undiscovered difference between neutrino and antineutrino oscillations (CP-violation). DUNE is a next generation long-baseline neutrino oscillation experiment that aims to discover CP-violation in neutrino oscillations for the first time. An intense accelerator (anti)neutrino beam from Fermilab will be directed at far detectors 1300 km away. In order to observe this difference, the experiment must contend with the fact that our planet and detectors are made of matter and not antimatter. Any differences between the way neutrinos and antineutrinos interact with atomic matter must therefore be well understood in order to disentangle these differences from CP-violation in the neutrino oscillations themselves.

In this action I will work to reduce the systematic errors on DUNE's CP-violation measurement caused by uncertainties in our understanding of neutrino-nucleus interactions. The work will be centered around DUNE's currently operating prototype detectors. This work is essential to conduct now since DUNE will use argon as its neutrino interaction target nucleus, resulting in more complex nuclear effects than experienced by the current generation of long-baseline neutrino oscillation experiments, which use lighter nuclei. In particular I will simulate the effects of different nuclear models on the interaction probabilities for neutrinos and antineutrinos and apply new analysis techniques to better distinguish between different nuclear models, ultimately improving DUNE's sensitivity to CP-violation in neutrino oscillations.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Coordinateur

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
Contribution nette de l'UE
€ 212 933,76
Adresse
SOUTH KENSINGTON CAMPUS EXHIBITION ROAD
SW7 2AZ LONDON
Royaume-Uni

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Région
London Inner London — West Westminster
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 212 933,76