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Willkommen auf der Internetseite der Aachener IceCube-Gruppe

Schematischer Aufbau des IceCube-Detektors
Schematischer Aufbau des IceCube-Detektors

Der IceCube-Neutrinodetektor ist ein Neutrino-Teleskop, das im Moment am Südpol gebaut wird. Wie sein Vorgänger, das Antarctic Muon And Neutrino Detector Array (AMANDA), wird IceCube in den Tiefen des antarktischen Eises gebaut, indem tausende sphärische optische Module (Sekundärelektronenvervielfacher, oder PMTs) in Tiefen von 1450 bis 2450 Meter platziert werden. Diese Sensoren werden an "Strings" mit jeweils 60 Modulen in mit heißem Wasser gebohrten Löchern herabgelassen.

Das Hauptziel des Experiments ist es, Neutrinos im Hochenergiebereich von 1010eV bis ungefähr 1021eV zu detektieren. Die Neutrinos selbst werden dabei aber nicht detektiert, sondern die seltenen Ereignisse, dass Kollisionen eines Neutrinos mit Atomen im Eis stattfinden. Daraus lassen sich die kinematischen Parameter des einfallenden Neutrinos bestimmen. Aktuelle Schätzungen sagen voraus, dass im fertig gebauten IceCube-Detektor etwa eintausend solcher Ereignisse pro Tag detektiert werden. Wegen der hohen Dichte von Eis werden fast alle detektierten Produkte der Kollision Myonen sein. Daher ist das Experiment am meisten sensitiv auf den Fluss von Myonen durch sein Volumen. Die meisten dieser Neutrinos werden von "Kaskaden" aus der Erdatmosphäre kommen, die dort durch kosmische Strahlung produziert werden. Ein unbekannter Anteil der Neutrinos kann jedoch von astrophysikalischen Quellen kommen. Um diese beiden Quellen statistisch zu unterscheiden, wird die Richtung und der Winkel des einfallenden Neutrinos aus seinen Kollisionsprodukten geschätzt. Es lässt sich generell sagen, dass ein von oben kommendes Myon, welches im Detektor runter läuft, sehr wahrscheinlich aus einem atmosphärischen Schauer kommt. Dem hingegen kommt ein hoch laufendes oder im Detektor startendes Myon wahrscheinlich von einer anderen Quelle.

Die Quellen dieser hoch laufenden Neutrinos könnten Schwarze Löcher, Gammablitze oder Supernova-Überreste sein. Mit den von IceCube gesammelten Daten wird sich unser Verständnis von kosmischer Strahlung, Supersymmetrie, Dunkler Materie (WIMPs) und andere Aspekte der Kern- und Teilchenphysik erheblich verbessern lassen.




Forschungsschwerpunkte in Aachen

In Aachen leisten wir verschiedene Beiträge zum IceCube-Experiment. Darunter sind:

  • Datenanalyse von IceCube
    • Suche nach kosmischen Neutrinoquellen
    • Suche nach dunkler Materie
    • Untersuchung atmosphärischer Neutrinos und deren Oszillationen
  • Detektorentwicklung für zukünftige Experimente
    • Hochenergieerweiterung von IceCube (DecaCube)
    • Niederenergieerweiterung von IceCube (PINGU)
    • Oberflächendetektorerweiterung für IceCube (IceVeto)
    • akustischer Neutrinonachweis (AAL - Aachener Akustik Labor)
    • akustisches Navigationssystem für das Projekt Enceladus Explorer (EnEx)

Stellenangebote und Abschlussarbeiten

Mögliche Themen für Abschlussarbeiten:

Bei Interesse setzten Sie sich bitte mit uns (siehe Mitarbeiter) in Verbindung.

 

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