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

Ablauf Motivation Detektion Ice Cube Aufbau Rekonstruktion der Daten Aktueller Stand

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

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

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

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

Lichtdetektion Photomultiplier Muon-> Hohlkegel Elektron -> Punktquelle Tau -> 2 Punktquellen

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

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

Deep Core E > 10 GeV

Photoverviel-facher Analog-Digital Umsetzer Stromzufuhr Druckfestes Gehäuse

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

Daten Filterung Atmosphärische Muonen 500 000:1

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

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

Konstruktionsstand Konstruktionsperiode: 3 Monate (Antarktischer Sommer) 2004 Beginn Ice Cube Konstruktion 2010 -> 79 Kabel, 148 Tanks 2011 -> 86 Kabel, 160 Tanks Messungen seit Beginn der Konstruktion

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

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

Ice Cube Neutrino Teleskop