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Ice Cube Neutrino-Teleskop am Südpol 2004-2011 Olivia Mini 2010.

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Präsentation zum Thema: "Ice Cube Neutrino-Teleskop am Südpol 2004-2011 Olivia Mini 2010."—  Präsentation transkript:

1 Ice Cube Neutrino-Teleskop am Südpol Olivia Mini 2010

2 Ablauf Motivation Motivation Detektion Detektion Ice Cube Aufbau Ice Cube Aufbau Rekonstruktion der Daten Rekonstruktion der Daten Aktueller Stand Aktueller Stand

3 Motivation: Neutrinos Neutrinos entstehen bei Kernreaktionen und radioaktiven Zerfällen Wichtige astrophysikalische Quellen: Supernova/Gammastrahlen – Explosionen Supernova/Gammastrahlen – Explosionen Sternkollaps/ Neutronenstern-Kollisonen Sternkollaps/ Neutronenstern-Kollisonen Urknall -> Hintergrundstrahlung … Urknall -> Hintergrundstrahlung … Unvorstellbar viele Neutrinos, mit Energien bis zu 10^20 eV Wo und Wann finden solche Ereignisse statt, wie kommen solche Energien zustande?

4 Wieso Neutrino‘s Neutrinos sind gute Übermittler Keine magn. Ablenkung -> Geradlinige Fortbewegung Keine magn. Ablenkung -> Geradlinige Fortbewegung WW nur schwach -> fast keine Absorption WW nur schwach -> fast keine Absorption Unendlich stabil dh. zerfallen nicht. Unendlich stabil dh. zerfallen nicht.

5 Detektion Indirekte Detektion über schwache WW mit Eiskernen Indirekte Detektion über schwache WW mit Eiskernen Je nach Neutrino-Flavor entsteht Muon, Elektron oder Tau Je nach Neutrino-Flavor entsteht Muon, Elektron oder Tau Elektron -> shower (WW mit Kern oder Elektronen) Elektron -> shower (WW mit Kern oder Elektronen) Tau -> Lebensdauer: 3,4 e−13 s (Absorbtionslänge 100 m) Tau -> Lebensdauer: 3,4 e−13 s (Absorbtionslänge 100 m) Muon -> Lebensdauer: 2,197 e−6 s (Absorbtionslänge 1-10 km) Muon -> Lebensdauer: 2,197 e−6 s (Absorbtionslänge 1-10 km) Muon behält ungefähr die Richtung des Neutrinos

6 Cherenkov-Licht Geladenes Teilchen in dielektrischem Medium Geladenes Teilchen in dielektrischem Medium Polarisation der umliegenden Eisatome -> Licht Polarisation der umliegenden Eisatome -> Licht v>c/n ->asymmetrische Pol. -> konstruktive Interferenz v>c/n ->asymmetrische Pol. -> konstruktive Interferenz

7 LichtdetektionPhotomultiplier Muon-> Hohlkegel Muon-> Hohlkegel Elektron -> Punktquelle Elektron -> Punktquelle Tau -> 2 Punktquellen Tau -> 2 Punktquellen

8 Eis: Transparent, rein Transparent, rein Frei von radioaktivem Zerfall Frei von radioaktivem Zerfall 1 km^3 in Tiefe von 1.4 km: Grosse Angriffsfläche Grosse Angriffsfläche Hoher Druck -> hohe Dichte, keine Lufteinschlüsse Hoher Druck -> hohe Dichte, keine Lufteinschlüsse Abgeschirmt von Oberflächenstrahlung Abgeschirmt von Oberflächenstrahlung

9 Detektoraufbau im Eis Quader: 80 Kabel x 60 DOM‘s -> 4800 DOM‘s E>100 GeV

10 Deep Core E > 10 GeV

11 Photoverviel- facher Photoverviel- facher Analog-Digital Analog-DigitalUmsetzer Stromzufuhr Stromzufuhr Druckfestes Gehäuse Druckfestes Gehäuse

12

13 An der Oberfläche 2 Tanks pro Kabel 2 Tanks pro Kabel 2 DOM pro Tank 2 DOM pro Tank E<300 TeV

14 Daten Filterung Atmosphärische Muonen :1

15 Shower Neutrino Ice Cube Erde=Filter Zusätzlich: Selektion durch Energiebetrachtungen

16 Rekonstruktion Farbe= Ankunftszeit Grösse= Anzahl Photonen Monte-Carlo- Simulation: Monte-Carlo- Simulation: Berechnung einer Funktion für Bewegung von Licht in Eis Maximum Likelihood Methode Maximum Likelihood Methode Berechnet die Warsch. verschiedener Track Positionen, Richtungen und Energien. (benutzt Lichtfunktion)

17 Konstruktionsstand Konstruktionsperiode: 3 Monate (Antarktischer Sommer) 2004 Beginn Ice Cube Konstruktion 2004 Beginn Ice Cube Konstruktion > 79 Kabel, 148 Tanks > 79 Kabel, 148 Tanks > 86 Kabel, 160 Tanks > 86 Kabel, 160 Tanks Messungen seit Beginn der Konstruktion Messungen seit Beginn der Konstruktion

18 Neutrino-Punktquellen (Messung mit halbem Detektor während halbem Jahr) ->keine signifikanten Punktquellen Warsch.einerNeutrinoPunktquelle

19 Kosmische Strahlung IceCube & Ice Top ->Anisotropie der eintreffenden Muonen Erklärung: galaktische Magnetfelder, diffusiver Teilchenfluss? (Stern=grösste Gammastrahlquelle namens Vela)

20 Ice Cube Neutrino Teleskop


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