ANNIE WbLS

ANNIE Forschungsprogramm für wasserbasierten Szintillator

01.01.2022 bis 31.12.2024

Der wasserbasierte Flüssigszintillator (engl. WbLS) wird derzeit als ein neues Detektormedium für niederenergetische astrophysikalische Neutrinos und Neutrinostrahl-Experimente diskutiert. In WbLS-Detektoren erzeugen ionisierende Teilchen Photonen durch Szintillation, aber auch durch den Cherenkov-Effekt. Damit erhöht sich der Informationsgewinn aus der Rekonstruktion deutlich, was u.a. erhebliche Verbesserungen in der Teilchenidentifikation (PID) und damit Untergrundunterdrückung mit sich bringt. Die Signaltrennung lässt sich durch den Einsatz ultraschneller Lichtsensoren weiter verbessern.
Ziel ist es, die hybride Ereignisrekonstruktion weiterzuentwickeln und sie auch in der Physik-Analyse der im Neutrinobeam genommenen Daten zu erproben. Das betrifft vor allem Neutral Current-Wechselwirkungen, die einen entscheidenden Untergrund für Long-Baseline-Oszillationsexperimente darstellen. Darüber hinaus sind diese NC-Wechselwirkungen von besonderem Interesse für das Verständnis von atmosphärischen Neutrinoereignissen in großvolumigen Wasser- und Szintillator-Detektoren, wo solche Ereignisse beispielsweise Untergrund bei der Suche nach dem diffusen Supernova-Neutrino-Hintergrund darstellen. Auch die Empfindlichkeit der indirekten Suche nach Dunkler Materie mit Neutrinodetektoren wird dadurch begrenzt. Ergänzt wird das vorgeschlagene Programm durch den Einbau eines Lasersystems zur Kalibrierung der WbLS-Szintillatorantwort und die Hardware-Vorbereitung auf eine zukünftige ANNIE-Phase III, in der das Target komplett mit WbLS gefüllt sein wird.