GERDA 2017-2020

Verbundprojekt 05A2017 - GERDA: GERmanium Detector Array GERDA zum Nachweis des neutrinolosen doppelten Betazerfalls in 76Ge. Teilprojekt 1

01.07.2017 bis 30.06.2020

GERDA, ein Projekt an der Schnittstelle zwischen Teilchenphysik und Kosmologie, wird durchgeführt im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit von 16 Institutionen unter Führung deutscher Gruppen aus zwei Max-Planck-Instituten und vier Universitäten. GERDA behandelt noch 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.
Eine weitere Folge wäre die Existenz eines speziellen Umwandlungsprozesses von Atomkernen, dem sogenannten neutrinolosen doppelten Betazerfall (0nbb). Er ist extrem selten, der seltenste Zerfall nach dem bisher je gesucht wurde. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Reinheit der Materialien, um störende Umgebungsradioaktivität im Aufbau des GERDA Projektes zu vermeiden und Techniken verbleibenden Untergrund zu erkennen.
In den weltweiten Bemühungen zur Suche nach dem 0n2bb hat GERDA den niedrigsten Untergrund und daher die weltweit führende Sensitivität. Aufgrund der Überlegenheit dieser im Wesentlichen in Deutschland entwickelten Technologie, wird davon ausgehend in einer neuen und größeren internationalen Zusammenarbeit, zu der insbesondere viele Gruppen aus einem US-amerikanischen Konkurrenzprojekt zu GERDA hinzukommen, ein vergrößerter Aufbau mit noch höherer Sensitivität vorbereitet.
Dieser Antrag dient dazu, der Arbeitsgruppe der Universität Tübingen, die finanzielle Grundlage zu schaffen, bei GERDA und dem neuen Projekt mitzuarbeiten. Ein Großteil der Mittel geht an Doktoranden und Nachwuchswissenschaftler, die an modernsten Technologien für hochsensitiven Nachweismethoden von Spurenelemente und seltenen radioaktiven Zerfällen ausgebildet werden.