Bonn 2010 – wissenschaftliches Programm

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 45: Instrumentierung VII

HK 45.6: Vortrag

Donnerstag, 18. März 2010, 15:15–15:30, HG V

Entwicklung eines Protonendetektors für das Neutronen-Lebensdauerexperiment PENeLOPE — •Christian Tietze — TU München, Physik Department E18

Das Experiment PENeLOPE nutzt neben dem Nachweis der Neutronen die Extraktion und direkte Detektion der beim β-Zerfall entstehenden Protonen zur Bestimmung der Lebensdauer des freien Neutrons. Diese soll aufgrund ihrer Bedeutung in der Kosmologie und im Standardmodell der Teilchenphysik mit bisher nicht erreichter Genauigkeit gemessen werden. Der dafür notwendige Protonendetektor sollte einige spezielle Anforderungen erfüllen. So muss bei einer Temperatur von 20 Kelvin und einem Magnetfeld von 0,6 Tesla der Nachweis von Protonen mit etwa 40 keV auf 0,3 m² großer Fläche realisiert werden. Dafür bietet sich die Verwendung eines Szintillationsdetektors an. Aufgrund der hohen Photonenausbeute bei niedrigen Temperaturen eignet sich undotiertes Cäsiumjodid als Szintillationsmaterial. Das erzeugte Licht soll seitlich mit LAAPDs (large-area avalanche photodiodes) ausgelesen werden.

Der Vortrag behandelt die Fortschritte bei der Detektorentwicklung. So werden neben Simulationen zur Lichtsammlung in der benötigten Geometrie Messungen mit einem Testdetektor am Protonenbeschleuniger vorgestellt.

Das Projekt wird gefördert vom Maier-Leibnitz-Laboratorium, der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie dem Exzellenzcluster „Origin and Structure of the Universe“.