LEGEND-200

LEGEND: Suche nach dem neutrinolosen doppelten Beta-Zerfall in 76Ge mit LEGEND. Teilprojekt 4

01.07.2023 bis 30.06.2026

LEGEND baut auf dem erfolgreichen GERDA Experiment auf und liegt an der
Schnittstelle zwischen Teilchenphysik und Kosmologie. Es wird im Rahmen einer internationalen
Zusammenarbeit durchgeführt. LEGEND-200 nutzt die experimentellen Infrastrukturen von GERDA und
wird die Empfindlichkeit um eine Größenordnung und LEGEND-1000 um zwei Größenordnungen
verbessern. Von deutscher Seite sind Gruppen aus zwei Max-Planck-Instituten, drei Universitäten und zwei
Leibniz-Institute mit hoher Sichtbarkeit und Leitungsfunktionen involviert. Das LEGEND Experiment
behandelt die ungeklärte Fragen der Struktur und der Entstehung der Materie. Konkret geht es um die
Frage, ob das Neutrino, eines der häufigsten Elementarteilchen, sein eigenes Antiteilchen ist. Dadurch
wäre die Symmetrie zwischen Materie und Antimaterie verletzt, was nach gängigem Verständnis eine der
Voraussetzungen für die Entstehung von Materie im frühen Universum ist. Bisher ist eine solche Verletzung
nicht beobachtet worden. Die experimentelle Signatur ist ein Umwandlungsprozesses von Atomkernen,
dem sogenannten neutrinolosen doppelten Betazerfall (0nbb). Er ist extrem selten, und ist neben dem
Protonzerfall, einer der seltensten Zerfälle nach dem bisher je gesucht wurde. Entsprechend hoch sind die
Anforderungen an die Reinheit der Materialien, um störende Umgebungsradioaktivität im Aufbau des
LEGEND Projektes zu vermeiden und Techniken verbleibenden Untergrund zu erkennen. In den weltweiten
Bemühungen zur Suche nach dem 0nbb hat das Vorläuferexperiment GERDA den niedrigsten Untergrund
und daher die weltweit führende Halbwertszeit-Sensitivität. Aufgrund der Überlegenheit dieser Technologie,
die maßgeblich von Gruppen aus Deutschland entwickelt wurden, hat sich eine neue und größere
internationale Kollaboration mit starken Beiträgen aus den USA gebildet, die die experimentelle GERDAInfrastruktur
am LNGS nutzt, um LEGEND-200 zu betreiben und parallel LEGEND-1000 aufzubauen.
Die Tübinger Arbeitsgruppe wird das Muonveto und ein Neutron-Tagging-System von LEGEND realisieren , neue Methoden die
Signalklassifizierung basierenden auf Machine Learning entwickeln und sich an der Analyse der Daten von
LEGEND 200 beteiligen.