Authors:	Griesel, Timo
Title:	Optimierungen des Nachweises von Supernovae in IceCube
Online publication date:	8-Dec-2010
Year of first publication:	2010
Language:	german
Abstract:	Kernkollaps-Supernovae werden von einem massiven Ausbruch niederenergetischer Neutrinos begleitet. Sie zählen zu den energiereichsten Erscheinungen im Universum und stellen die derzeit einzig bekannte Quelle extrasolarer Neutrinos dar.rnDie Detektion einer solchen Neutrinosignatur würde zu einem tieferen Verständnis des bislang unzureichend bekannten stellaren Explosionsmechanismus führen. rnDarüber hinaus würden neue Einblicke in den Bereich der Teilchenphysik und der Supernova-Modellierung ermöglicht. Das sich zur Zeit am geographischen Südpol im Aufbau befindliche Neutrinoteleskop IceCube wird 2011 fertig gestellt sein.rnIceCube besteht im endgültigen Ausbau aus 5160 Photovervielfachern, die sich in gitterförmiger Anordnung in Tiefen zwischen 1450m und 2450m unter der Eisoberfläche befinden. Durch den Nachweis von Tscherenkow-Photonenrnim antarktischen Gletscher ist es in der Lage, galaktische Supernovae über einen kollektiven Anstieg der Rauschraten in seinen Photonenvervielfachern nachzuweisen.rnIn dieser Arbeit werden verschiedene Studien zur Implementierung einer künstlichen Totzeit vorgestellt, welche korreliertes Rauschen unterdrücken und somit das Signal-Untergund-Verhältnis maximieren würden.rnEin weiterer Teil dieser Dissertation bestand in der Integration der Supernova-Datenakquise eine neue Experiment-Steuerungssoftware.rnFür den Analyseteil der Arbeit wurde ein Monte-Carlo für IceCube entwickelt und Neutinooszillations-Mechanismen und eine Reihe von Signalmodellen integriert. Ein Likelihoodhypothesen-Test wurde verwendet, um die Unterscheidbarkeit verschiedener Supernova- beziehungsweise Neutrinooszillations-Szenarien zu untersuchen. Desweiteren wurde analysiert inwieweit sich Schock-Anregungen und QCD-Phasenübergnag im Verlauf des Explosionsprozesses detektieren lassen. Core-collapse supernovae are among the most energetic events in the universe. They are accomplished by a massive outbreak of low energy neutrinos and represent the only known source for extrasolar neutrinos sofar.rnTherefore a detection of such a burst of neutrinos would lead to further understanding of the poorly understood stellar explosion mechanism. Furthermore it would provide fundamental insights for particlernphysics as well as supernova modelling.rnThe IceCube neutrino-telescope is currently under construction at the Geographic South Pole and will be completed in 2011. By Monitoring the Antarctic glacier for Cherenkov photons it is able to detect galacticrncore-collapse supernovae from the collective rate increase of its low photomultiplier noise.rnIn the present work multiple studies on artificial deadtime implementations to suppress correlated noise and thereby increasing the signal to noise ratio have been performed. A secon technical part of this thesis describes the integration of the supernova data acquisition into the IceCube LiveSystem, a new experiment control software.rnMoreover, a signal Monto Carlo for the detection of supernovae has been developed. With the use of this simulation and a likelihood ratio test we investigated how well IceCube can distinguish between core collapsernmodels and oscillation scenarios. The detactabilty of shock wave excitation (SASI) has been tested as well.rn
DDC:	530 Physik 530 Physics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4850
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-24792
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	183 S.
Appears in collections:	JGU-Publikationen