Das SNO+ Experiment - und die Suche nach dem - TU Dresden

Das SNO+ Experiment - und die Suche nach dem - TU Dresden

DAS SNO+ EXPERIMENT und die Suche nach dem neutrinolosen doppelten Betazerfall •Philipp Schrock, Kai Zuber Bonn, 15.03.2010 SNO: Sudbury Neutrino O...

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DAS SNO+ EXPERIMENT und die Suche nach dem neutrinolosen doppelten Betazerfall •Philipp Schrock, Kai Zuber

Bonn, 15.03.2010

SNO: Sudbury Neutrino Observatory Die Kollaboration +

University of Alberta

+

Armstrong Atlantic State University

+

Black Hills State University

+

Brookhaven National Laboratory

+

Dresden University of Technology

+

Laurentian University

+

University of Leeds

+

LIP Lisbon

+

University of Liverpool

+

University of North Carolina at Chapel Hill

+

Oxford University

+

University of Pennsylvania

+

Queen’s University

+

SNOLAB

+

University of Sussex

+

University of Washington

Bonn, 15.03.2010

Das SNO+ Experiment

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Das SNO+ Experiment

Die Fakten:

• • • • •

6000 m.w.e. unter der Erdoberfl¨ ache 1 t Neodym 1000 t fl¨ ussiger Szintillator in 7400 t Wasser schwebend 9600 PMTs

Bonn, 15.03.2010

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Neodym

ν T01/2



”−1

=

˛2

G0ν · ˛˛M0ν ˛˛ · ˛





me

”2

• Doppelbeta Isotop 150 Nd (5,64 %)

• Q = 3370 keV

Bonn, 15.03.2010

Das SNO+ Experiment

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Neodym

ν T01/2



”−1

=

˛2

G0ν · ˛˛M0ν ˛˛ · ˛





me

”2

• Doppelbeta Isotop 150 Nd (5,64 %)

• Q = 3370 keV • großer Phasenraumfaktor

Bonn, 15.03.2010

Das SNO+ Experiment

Folie 4 von 11

Neodym

ν T01/2



”−1

=

˛2

G0ν · ˛˛M0ν ˛˛ · ˛





me

”2

• Doppelbeta Isotop 150 Nd (5,64 %)

• Q = 3370 keV • großer Phasenraumfaktor

• Matrixelemente aus IBM

Quelle: J. Barea, F. Iachello, Phys. Rev. C 79, 044301 (2009) Bonn, 15.03.2010

Das SNO+ Experiment

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Neodym

ν T01/2



”−1

=

˛2

G0ν · ˛˛M0ν ˛˛ · ˛





me

”2

• Doppelbeta Isotop 150 Nd (5,64 %)

• Q = 3370 keV • großer Phasenraumfaktor

• Matrixelemente aus IBM

• Produkt

G0ν · |M0ν |2 optimal

Bonn, 15.03.2010

Das SNO+ Experiment

Folie 4 von 11

Die Ziele Purer Szintillator:

• • • •

Solare Neutrinos

Szintillator mit Neodym:

• Neutrinoloser Doppelbetazerfall

Reaktor Antineutrinos Geo-Neutrinos Supernova Neutrinos

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Zeitplan

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Forschungen der TU Dresden Neodym bezogener Untergrund Aktivit¨ aten in 1000 kg Neodym

Quelle: www.seilnacht.com/Lexikon/psframe.htm

Bonn, 15.03.2010

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Forschungen der TU Dresden Neodym bezogener Untergrund Aktivit¨ aten in 1000 kg Neodym

• • •

144 Nd: 104 Bq (α, 1015 a) 150 Nd: 0,5 Bq (2νββ, 1019 a) 150 Nd: 2 min−1 (2νββ → 0+ , 1020 a) 1

Quelle: www.seilnacht.com/Lexikon/psframe.htm

Bonn, 15.03.2010

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Forschungen der TU Dresden Neodym bezogener Untergrund Aktivit¨ aten in 1000 kg Neodym

• • •

144 Nd: 104 Bq (α, 1015 a) 150 Nd: 0,5 Bq (2νββ, 1019 a)

• • •

138 La: 1 Bq (β + /β − , 1011 a) 176 Lu: 5 Bq (β − , 4·1010 a) 147 Sm: 40 Bq (α, 1011 a)

150 Nd: 2 min−1 (2νββ → 0+ , 1020 a) 1

Quelle: www.seilnacht.com/Lexikon/psframe.htm

Bonn, 15.03.2010

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Forschungen der TU Dresden ache Kosmogene Aktivierung an der Erdoberfl¨ Produktionsrate R = NNd ·

R

Φ(E) · σ(E) dE

• NNd = 1028 Atome • Φ = 10−3 cm−2 s−1

Bonn, 15.03.2010

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Forschungen der TU Dresden ache Kosmogene Aktivierung an der Erdoberfl¨ Produktionsrate R = NNd ·

R

Φ(E) · σ(E) dE

• • • •

NNd = 1028 Atome Φ = 10−3 cm−2 s−1 σ = 10−24 cm2 105 s·d−1

Produktionsraten bis zu 106 Atome pro Tag sind m¨ oglich! Bonn, 15.03.2010

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Forschungen der TU Dresden Bestrahlungsexperimente Bestrahlung von nat Nd mit 14 MeV Neutronen:

• 15 Monate Abklingzeit • 139 Ce Line bei 160 keV • 142 Nd(n,α)139 Ce Vortr¨ age: F. Kr¨ uger, HK 45.5, Do. 15:00 Uhr A. Domula, HK 55.4, Do. 17:45 Uhr

Bonn, 15.03.2010

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Ausblick

Zuk¨ unftige Aktivit¨ aten der TU Dresden:

• Ermittlung der zu fordernden oberen Grenzen f¨ur Untergrundstrahlung • Studien zu Wirkungsquerschnitten • Charakterisierung des fl¨ussigen Szintillators (Quenching Faktoren, Streul¨ angen)

Bonn, 15.03.2010

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Vielen Dank fu ¨r ihre Aufmerksamkeit!

Bonn, 15.03.2010

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