27.03.2023

Neue Forschungsgruppe in der Teilchenphysik eingerichtet

Detektorexperiment JUNO lässt Erkenntnisse zu Neutrinos und astrophysikalischen Phänomenen erwarten

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet eine neue Forschungsgruppe in der Teilchenphysik an der Universität Tübingen ein. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden dabei Daten aus dem Neutrino-Detektor „JUNO“ auswerten, der derzeit in China aufgebaut wird. Vorrangiges Ziel ist es, offene Fragen zu bestimmten Eigenschaften von Neutrinos zu klären, insbesondere zu ihrer Masse. Sprecher der Forschungsgruppe „Precision Neutrino Physics in JUNO“ (Hochpräzise Neutrinophysik in JUNO) ist Professor Tobias Lachenmaier vom Physikalischen Institut der Universität Tübingen. Die Tübinger Forschenden arbeiten mit Kolleginnen und Kollegen der Universitäten Mainz, Hamburg und Aachen sowie der Technischen Universität München und des Forschungszentrums Jülich zusammen.

„In JUNO untersuchen wir fundamentale Fragen der Teilchenphysik“, erklärt Tobias Lachenmaier. Die elektrisch neutralen Neutrinos sind die einzigen Teilchen im Standardmodell der Elementarteilchen, deren Masse bisher nicht genau bekannt ist. „Es gibt drei Arten von Neutrinos, wir erwarten daher auch drei unterschiedliche Massen“, so Lachenmaier. Die neue Forschungsgruppe will deren Anordnung untereinander herausfinden und mit anderen bekannten Teilchen vergleichen. Zugleich erhoffen sie sich neue Erkenntnisse zur Neutrinooszillation – über dieses Phänomen können sich die verschiedenen Neutrinos ineinander umwandeln.

JUNO, kurz für Jiangmen Underground Neutrino Observatory, ist ein internationales Neutrinoexperiment in einem Untergrundlabor in der Provinz Guangdong im Süden Chinas, dessen Aufbau in diesem Jahr abgeschlossen wird. Deutsche Forscherinnen und Forscher, auch von der Universität Tübingen, haben wesentlich zur Entwicklung des dortigen Neutrino-Detektors beigetragen. Zunächst gehe es noch darum, die Messverfahren und Analysetechniken zu optimieren, ab 2024 seien die ersten Daten zu erwarten, so Tobias Lachenmaier. „Die Herausforderung ist, aus den riesigen Datenmengen die wirklich interessanten Signale herauszufiltern.“ Dazu würden auch Methoden des maschinellen Lernens eingesetzt.

Neutrinos können sehr dicke Materieschichten durchdringen. Sie lassen sich nach ihrem Entstehungsort unterscheiden. Es gibt kosmische Teilchen aus dem Weltall und solche aus der Erdatmosphäre und Geoneutrinos aus dem Erdinneren. Die DFG-Forschungsgruppe will nicht nur grundlegende Forschungsfragen klären, sondern Neutrinos auch als ergänzende Werkzeuge zur Beobachtung von astrophysikalischen Phänomenen nutzen. So hoffen die Beteiligten, über Neutrinos als sekundenschnelle Signale Hinweise auf Supernovae, Sternexplosionen im All, zu erhalten.

Die Forschungsgruppe „Precision Neutrino Physics in JUNO“ wird ihre Arbeit zum 1. April aufnehmen. Ihre Laufzeit beträgt zunächst vier Jahre mit der Option auf Verlängerung um weitere vier Jahre.

Tina Schäfer/Hochschulkommunikation

Kontakt:

Prof. Dr. Tobias Lachenmaier
Universität Tübingen
Physikalisches Institut
 Telefon: 07071 29-76287
tobias.lachenmaierspam prevention@uni-tuebingen.de