LEGEND-1000

LEGEND: Weiterentwicklung der experimentellen Infrastruktur des LEGEND-Programms und Vorbereitung von LEGEND-1000 zur Suche nach dem neutrinolosen doppelten Beta-Zerfall in 76Ge. Teilprojekt 3

01.07.2026 bis 30.06.2029

LEGEND liegt an der Schnittstelle zwischen Teilchenphysik und Kosmologie. Es wird im Rahmen einer internationalen
Zusammenarbeit durchgeführt. Das im Projekt vorbereitete LEGEND-1000 wird die Sensitivität gegenüber dem derzeit laufenden LEGEND-200
um mehr als eine Größenordnungen verbessern. Von deutscher Seite sind Gruppen aus zwei Max-Planck-Instituten, drei Universitäten und zwei
Leibniz-Institute mit hoher Sichtbarkeit und Leitungsfunktionen involviert. Das LEGEND Experiment
behandelt die 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. Die experimentelle Signatur ist ein Umwandlungsprozesses von Atomkernen,
dem sogenannten neutrinolosen doppelten Betazerfall (0nbb). Er ist extrem selten, und ist neben dem
Protonzerfall, einer der seltensten Zerfälle 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 0nbb hat das Vorläuferexperiment GERDA den niedrigsten Untergrund
und daher die weltweit führende Halbwertszeit-Sensitivität. Aufgrund der Überlegenheit dieser Technologie,
die maßgeblich von Gruppen aus Deutschland entwickelt wurden, wurde das Nachfolgeprojekt LEGEND-1000
in die Shortlist des BMFTR für die nächsten Forschungsinfrastrukturprojekte Deutschlands aufgenommen.
Die Tübinger Arbeitsgruppe wird das Muonveto und ein Neutron-Tagging-System von LEGEND realisieren , neue Methoden die
Signalklassifizierung basierenden auf Machine Learning entwickeln und sich an der Analyse der Daten von
LEGEND 200 und LEGEND 1000 beteiligen.