Brían Ó Fearraigh, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift donderdag 22 februari 2024 om 13.00 aan de Universiteit van Amsterdam.
“Gebeurtenisreconstructietechnieken voor neutrino-oscillatieanalyses”
“Miljarden neutrino’s passeren elke seconde door ons heen. Deze kleine, subatomaire deeltjes oscilleren tussen drie soorten, die we ‘smaken’ noemen. Hoewel het fenomeen van neutrino-oscillaties nu goed wordt begrepen en de oscillatie parameters zijn gemeten, zijn neutrino-experimenten vandaag en in de toekomst nog steeds gericht op het nauwkeuriger meten van deze parameters. Neutrino’s hebben een kleine interactiedwarsdoorsnede, en dus passeren ze net als wij de materie met weinig effect. Een experiment dat de oscillatie parameters nauwkeuriger zal bepalen, is KM3NeT/ORCA. Deze infrastructuur, die momenteel wordt gebouwd, zal een enorme hoeveelheid zeewater in de Middellandse Zee instrumenteren en het licht opvangen van de deeltjes die het gevolg zijn van neutrino-interacties. KM3NeT/ORCA gaat ook de ‘Neutrino Mass Ordering’ bepalen, de massa’s van de drie neutrino staten ten opzichte van elkaar. Deze openstaande vraag in de deeltjesfysica heeft implicaties voor ons fundamentele begrip van de natuur, en ook voor hoe het heelal werd gevormd.
Het werk in dit proefschrift heeft tot doel het potentieel van KM3NeT/ORCA bij het meten van de neutrino-oscillatie parameters en het bepalen van de Neutrino Mass Ordering te verbeteren. De software die wordt gebruikt om de atmosferische muonen te simuleren die de detector bereiken, ~2,5 km onder zeeniveau in de Middellandse Zee, is ‘afgestemd’ op KM3NeT-gegevens, wat resulteert in een verbeterde beschrijving van deze muonen. Dit heeft belangrijke implicaties voor het simuleren van de belangrijkste achtergronden in neutrino-analyses, en draagt ook bij aan de kosmische stralingsfysica waaraan het experiment kan deelnemen. Een nieuwe methode voor het reconstrueren van de richting en energie van neutrino-gebeurtenissen wordt geïntroduceerd, waarbij de spoor- en deeltjes lawine-achtige signalen die in de detector worden geïnduceerd, worden gecombineerd en als één gereconstrueerd. Een dergelijke reconstructietechniek resulteert in een verbeterde schatting van de neutrino-energie in de voltooide KM3NeT/ORCA-detector, vergeleken met het afzonderlijk reconstrueren van de sporen en lawine signalen. Deze nieuwe reconstructie toont ook mogelijkheden voor het identificeren van verschillende soorten neutrino-interacties, wat van groot voordeel is voor neutrino-oscillatie analyses. Bovendien kan met deze spoor+lawine-reconstructie de energieoverdracht van het neutrino naar de hadronische lawine direct worden geschat.”
“Following the Light – Novel event reconstruction techniques for neutrino oscillation analyses in KM3NeT/ORCA” (pdf)
De promotie vindt plaats op donderdag 22 februari 2024, om 13.00 in de Agnietenkapel, Oudezijds Voorburgwal 229 – 231, 1012 EZ Amsterdam..
Meer informatie en link naar de livestream op de website van de UvA.
Promotor: prof. dr. ir. P.J. de Jong
Co-promotor: dr. R. Bruijn
contact: Brían Ó Fearraigh