Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Netzwerk für Neutrinoforschung und Sensoren

08.03.2017

Die präziseste Waage der Welt nimmt Ende dieses Jahres in Karlsruhe ihren Betrieb auf und wird 5 Jahre lang Daten aufnehmen, um die Masse des Neutrinos präzise zu bestimmen. Aber schon jetzt machen sich die Teilchenforscher des KIT und der Universität Heidelberg Gedanken, auf welcher Technologie die nächste Generation von Teilchenwaagen basieren könnte. Die gemeinsamen Forschungsaktivitäten bündeln sie mit nationalen und internationalen Partnern nun im Netzwerk Neutrinomasse und unterzeichneten ein entsprechendes MoU.

Neutrinos spielen eine wichtige Rolle bei der Untersuchung des Ursprungs der Materie und bei der Gestaltung der sichtbaren Strukturen im Kosmos. Ihre Masse, die über eine Milliarde Mal kleiner sein muss als die eines Wasserstoffatoms, ist ein wichtiger, aber noch ungenau bestimmter Parameter.


Präzisere Sensoren und Detektoren für teilchenphysikalische Experimente wie KATRIN sind das Ziel des internationalen Netzwerks Neutrinomasse.

Bild KIT


Protottyp eines Detektors für das ECHo-Experiment.

Bild ECHo/Uni Heidelberg

Um diesen zu messen, entwickeln Forscher in Karlsruhe und Heidelberg zusammen mit ihren nationalen und internationalen Partnern extrem präzise Sensoren und Detektoren für teilchenphysikalische Experimente wie KATRIN und ECHo.

„Wir stellen nun die Weichen, damit Deutschland noch lange ein Mekka der Neutrinoforschung bleibt“, freut sich Guido Drexlin vom KIT, einer der beiden Sprecher von KATRIN – dem KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment. „Die Technologien, die von KATRIN und ECHo entwickelt werden, werden von Relevanz sein für das ganze Forschungsfeld der Teilchenphysik.“

„Durch die Zusammenarbeit der Experimente aus Karlsruhe und Heidelberg erhöhen wir die Schlagkraft und internationale Sichtbarkeit“, unterstreicht Christian Enss von der Universität Heidelberg und Sprecher der DFG-Forschergruppe ECHo — dem Electron Capture Holmium Experiment. „Die Sensoren, an denen wir arbeiten, sind für Grundlagenforschung und Anwendung gleichermaßen interessant, etwa in der Materialanalyse oder Massenspektroskopie schwerer Biomoleküle.“

Um die bestehenden Kontakte zu bündeln und zu intensivieren haben die Kooperationen nun die Leitlinien der zukünftigen Zusammenarbeit mit einem Memorandum of Understanding (MoU) festgelegt. Im nun gegründeten internationalen Netzwerk Neutrinomasse werden sich rund 230 Wissenschaftler aus Deutschland, Frankreich, Indien, Russland, der Schweiz, der Slowakei, Spanien, Tschechien, und den USA einbringen. Zentrales Ziel ist es, neue Technologien auf den Gebieten der Sensorentwicklung und Probenaufbereitung zu entwickeln und in gemeinsamen Experimenten zu testen.

Auch Workshops und Nachwuchsförderung soll gemeinsam abgestimmt werden. Die Leitung des internationalen Netzwerks Neutrinomasse (Absolute neutrino mass scale from nuclear ß-decay and electron capture) werden gemeinschaftlich Katrin Valerius, Leiterin der Helmholtz-Hochschul-Nachwuchsgruppe bei KATRIN, und Loredana Gastaldo, Sprecherin von ECHo, übernehmen. (Hinweis: Das Bild von der Unterzeichnung stellen wir nach der Veranstaltung online unter http://www.kit.edu/kit/pi_2017.php zur Verfügung.)

Das Experiment ECHo in Heidelberg möchte im nächsten Jahrzehnt die Neutrinomasse aus dem Elektroneneinfangprozess am Isotop Holmium-163 bestimmen. Dazu arbeitet die ECHo-Kollaboration an der Herstellung von ultrareinem Holmium und entwickelt derzeit metallische magnetische Kalorimeter, die sich bei sehr niedrigen Temperaturen durch hohe Energieauflösung und schnelle Ansprechzeit auszeichnen. Sie lassen sich gut auf verschiedenste Teilchensorten und Energiebereiche optimieren und werden über Helium-Verdünnungskryostate auf wenige Millikelvin gekühlt. Es verfolgt damit einen komplementären Ansatz zum aktuellen Experiment KATRIN am KIT.

Zahlreiche Technologien und Komponenten spielen bei KATRIN zusammen. Auf dem 70 Meter langen Weg eines Elektrons durch das gesamte Experiment liegen supraleitenden Magnete und Kältefallen, gasgefüllte Bereiche und Vakuum, Zonen mit Temperaturen unter 4 Kelvin und mit Raumtemperatur, deren Betrieb optimal aufeinander abgestimmt werden muss, damit nach einer Flugzeit von wenigen Millionstel Sekunden Elektronen auf den Detektor treffen. Der Detektor aus Silizium-Halbleitermaterial besitzt einen Durchmesser von rund 125 Millimetern und beinhaltet 148 Pixel, die ähnlich einer Dartscheibe angeordnet sind und damit einen räumlichen „Blick“ in die Welt von KATRIN ermöglichen.

Das internationale Experiment KATRIN wird die Neutrinomasse mit einer Genauigkeit eingrenzen, die mehr als eine ganze Größenordnung besser sein wird als bislang. Dazu werden ab dem Jahreswechsel 2017/18 Elektronen aus dem Beta-Zerfall von Tritium, in dem Neutrinos eine tragende Rolle spielen, in einem 24 Meter langen Spektrometer exakt vermessen. Erste interessante Ergebnisse zur Neutrinomasse werden bereits für Mitte 2018 erwartet.

Dann wird die Mess-Empfindlichkeit von KATRIN bereits deutlich besser sein als die von allen anderen Tritiumzerfallsexperimenten der letzten 3 Dekaden zusammen. Die endgültige, geplante Sensitivität erreicht KATRIN aber erst nach 5 Kalenderjahren Messzeit. Die Technologien für die Zeit danach werden nun im internationalen Netzwerk Neutrinonmasse zwischen den nordbadischen Standorten Karlsruhe und Heidelberg sowie ihren nationalen und internationalen Partnern entwickelt. Die nationalen Partner des Netzwerkes sind die Max-Planck-Institute für Kernphysik, Heidelberg und für Physik, München, die Universitäten Berlin (HU), Bonn, Dresden, Mainz, Münster, Türbingen, Wuppertal und die Fachhochschule Fulda.

Mehr Informationen zu KATRIN:

https://www.katrin.kit.edu/

Mehr Informationen zu ECHo:

https://www.kip.uni-heidelberg.de/echo/

Weiterer Kontakt:

Kosta Schinarakis Themenscout Tel.: +49 721 608 41956 Fax: +49 721 608 43658 E-Mail: schinarakis@kit.edu

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verbindet seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation zu einer Mission. Mit rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 25 000 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.

KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft

Weitere Informationen:

http://www.kit.edu/kit/pi_2017.php
https://www.katrin.kit.edu/
https://www.kip.uni-heidelberg.de/echo/

Monika Landgraf | Karlsruher Institut für Technologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quanten-Wiederkehr: Alles wird wieder wie früher
23.02.2018 | Technische Universität Wien

nachricht Good vibrations feel the force
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Sektorenkopplung: Die Energiesysteme wachsen zusammen

22.02.2018 | Seminare Workshops

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics