Dunkle Materie

Neutrinoloser Doppelbetazerfall (0νββ)

Neutrino-Oszillationen  

Die Forschungsprojekte des Lehrstuhls beschäftigen sich alle mit der experimentellen Astroteilchenphysik, einem der aktuellsten und interessantesten Gebiete der Physik. Zuletzt wurde im Jahr 2002 der Nobelpreis für Physik für den Nachweis des »Neutrinodefizits«, das durch Neutrinooszillationen erklät wird, vergeben.

Unsere Aktivitäten teilen sich auf drei Experimente auf, die alle auf der Suche nach der Physik jenseits des Standardmodells der Elementarteilchenphysik sind:

- direkte Suche nach Dunkler Materie mit CRESST

- (zukünftiges) Nachweis des neutrinolosen Doppelbetazerfalls (0νββ) mit GERDA

- long-baseline Experiment Double Chooz zur Bestimmung des Θ13-Mischungswinkel der Neutrinomassenmatrix

Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei in Monte-Carlo-Simulationen, die zum besseren Verständnis von Untergrundereignissen führen sollen.

Da es sich in allen Experimenten um die Physik der schwachen Wechselwirkung oder sogar um noch unbekannte, sehr schwach wechselwirkende Teilchen handelt und damit Ereignisse sehr selten sind, müß die Funktionsweise der Detektoren sehr gut verstanden werden. Auf dem Niveau der derzeitigen Low-Background-Experimente sind Simulationen deshalb unabdingbar.

Um immer bessere Sensitivitäten der Experimente zu erzielen, sind internationale Kooperationen sinnvoll und auch notwendig. Im Rahmen des von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren unterstützten Virtuellen Instituts für Dunkle Materie und Neutrinophysik (VIDMAN) können durch den Erfahrungsaustausch in regelmäßigen Treffen verschiedene Aktivitäten wie Datenaufnahme, Design von neuen Experimenten und anderes koordiniert werden. Auch im internationalen Bereich werden diese Kooperationen immer weiter ausgebaut. Die Europäische Union fördert diese Arbeit in einem Rahmen, der alle großen Forschungseinrichtungen im Bereich der Astroteilchenphysik in Europa umfaßt (ILIAS).

Innerhalb der Universität gibt es regen Austausch mit verschiedenen Gruppen vor allem in der Kernphysik, aber auch mit dem Institut für Theoretische Physik. Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) geförderten Graduiertenkollegs »Hadronen im Vakuum, in Kernen und in Sternen« der Universitäten Basel und Tübingen Graz werden verschiedene Aktivitäten durchgeführt. Insbesondere die regelmäßgen Graduiertentage bieten interessante Ausblicke auch auf andere Forschungsbereiche.