Göttingen 2012 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 58: Spurkammern: Gas

T 58.9: Vortrag

Montag, 27. Februar 2012, 18:50–19:05, VG 2.102

Einsatz eines GridPix-Detektors für die Suche nach dunkler Materie — •Rolf Schön, Gijs Hemink und Matteo Alfonsi — Nikhef, Amsterdam, Niederlande

Das Ziel der DARWIN Designstudie ist ein Experiment der übernächsten Generation zur Suche nach dunkler Materie mit Hilfe von Zeitprojektionskammern (time projection chamber, TPC). Üblicherweise ist eine solche TPC mit flüssigem und gasförmigem Xenon (Xe) oder Argon (Ar) gefüllt. Photomultiplier detektieren eine Kombination von Szintillations- und Ladungssignal in Folge eines Kernrückstoßes mit einem WIMP (weakly interacting massive particle). Dabei werden die driftenden Ionisationselektronen in der Gasphase des Edelgases proportional verstärkt und sorgen für sekundäre Szintillation.

Im Rahmen der Forschung und Entwicklung für DARWIN untersuchen wir eine alternative Ladungsauslese. Ein geeigneter Kandidat ist der GridPix-Detektor, da er über eine hohe Effizienz für die Detektion einzelner Elektronen von über 95 % verfügt. GridPix ist ein mikrostrukturierter gasgefüllter Detektor mit einem Gasverstärkungsgitter, das direkt auf einem 65k-Pixel Timepix-Chip integriert ist.

Die technologischen Herausforderungen sind der Betrieb in kryogener Umgebung (Siedepunkt bei 87 K in Ar bzw. 165 K in Xe) und in ultrareinem Edelgas (ohne Löschgas). In Zusammenarbeit mit der ETH Zürich haben wir einen GridPix im Testkryostaten des ArDM Experiments betrieben. In diesem Vortrag werde ich die Ergebnisse dieser Studie sowie weiterer Untersuchungen am Nikhef vorstellen.