IceCube

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  Logo der IceCube Gruppe Aachen IceCube Kollaboration

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

  Schematische Darstellung des IceCube Detektors IceCube Kollaboration

Das Hauptziel des Experiments ist es höchstenergetische Neutrinos im Energiebereich von 1011eV 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

Logo des IceCube Experiments IceCube Kollaboration

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

  • Datenanalyse von IceCube
    • Suche nach kosmischen Neutrinoquellen
    • Suche nach dem kosmischen Neutrinofluss
    • 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)
    • Entwicklung neuartiger Luftschauer Detektoren (IceAct, RASTA)
 

Aachener IceCube-Gruppe

Bilder der Mitarbeiter der Aachener IceCube Gruppe RWTH IceCube Gruppe Bild der Aachener Arbeitsgruppe

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