Neutrino physics in the Mediterranean Sea Determining the neutrino mass hierarchy with KM3NeT/ORCA

KM3NeT is een experiment in de Middellandse Zee dat tot doel heeft neutrino’s te detecteren. Het bestaat uit twee onderdelen genaamd ‘ARCA’ en ‘ORCA’, elk toegespitst op een eigen doel.
ARCA zal speuren naar neutrino’s met een extreem hoge energie afkomstig uit het heelal. Het bestaan van zulke neutrino’s is al eerder vastgesteld, maar het is nog onbekend door welke bronnen ze geproduceerd worden. ARCA zal een groot aantal neutrino’s waarnemen en in kaart brengen waar in de hemel ze vandaan komen. Het uiteindelijke doel is om te achterhalen wat de bronnen zijn van de meest hoogenergetische neutrino’s en daarmee meer te leren over extreme processen in het heelal.
ORCA zal juist kijken naar neutrino’s met een lage energie die dichtbij ontstaan, namelijk in de atmosfeer van de Aarde. In tegenstelling tot ARCA is het doel van ORCA niet het bestuderen van de bronnen van neutrino’s (astronomie), maar het bestuderen van de eigenschappen van het neutrino zelf (deeltjesfysica). In het bijzonder zal ORCA de zogenaamde neutrino massahiërarchie bepalen.
De bepaling van de massahiërarchie met ORCA is het onderwerp van dit proefschrift.