GERDA-LEGEND

GERDA: Suche nach dem neutrinolosen doppelten Beta-Zerfall in 76Ge mit GERDA und LEGEND. Teilprojekt 2

01.07.2020 bis 30.06.2023

LEGEND, ein Projekt an der Schnittstelle zwischen Teilchenphysik und Kosmologie, wird durchgeführt im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit von etwa 50 Institutionen, darunter deutsche Gruppen aus zwei Max-Planck-Instituten und vier Universitäten. LEGEND 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 LEGEND Projektes zu vermeiden und Techniken verbleibenden Untergrund zu erkennen.
In den weltweiten Bemühungen zur Suche nach dem 0n2bb hat das Vorgänger-Experiment GERDA den niedrigsten Untergrund und daher die weltweit führende Sensitivität. Aufgrund der Überlegenheit dieser im Wesentlichen in Deutschland entwickelten Technologie, wird davon ausgehend in der neuen und größeren internationalen Zusammenarbeit LEGEND, zu der insbesondere viele Gruppen aus einem US-amerikanischen Konkurrenzprojekt hinzukommen, ein vergrößerter Aufbau mit noch höherer Sensitivität vorbereitet.
Dieser Antrag dient dazu, der Arbeitsgruppe der Universität Tübingen, die finanzielle Grundlage zu schaffen, bei LEGEND 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.