Mainz 2012 – wissenschaftliches Programm
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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne
HK 42: Instrumentation
HK 42.5: Vortrag
Donnerstag, 22. März 2012, 17:45–18:00, P 3
Konzepte zur Protonendetektion im Neutronenlebensdauerexperiment PENeLOPE — •Christian Tietze — Technische Universität München, Physik-Department
Obwohl die Lebendauer τn des freien Neutrons eine wichtige Rolle im Standardmodell der Teilchenphysik spielt, ist sie bisher nur unzureichend genau bekannt. Es besteht eine große Diskrepanz zwischen zurückliegenden Messungen, sodass der Fehler des gewichteten Mittelwertes von der Particle Data Group (PDG) um den Faktor 2,7 skaliert wurde. Schon bevor die PDG dringend neue Experimente zur Neutronenlebensdauer empfahl, wurde an der TU München das Experiment PENeLOPE entwickelt, um τn auf 0,1s genau zu bestimmen. Dazu werden ultrakalte Neutronen in einer supraleitenden Multipolanordnung gespeichert. Neben dem Nachweis der nach einem Speicherzyklus überlebenden Neutronen sollen hier auch die beim Betazerfall während der Speicherphase entstehenden Protonen beschleunigt, extrahiert und zur Bestimmung der Lebensdauer herangezogen werden. Zum Nachweis dieser niederenergetischen Protonen muss der Detektor einige spezielle Anforderungen erfüllen, da er zwischen supraleitenden Spulen im Magnetfeld und bei kryogenen Temperaturen betrieben werden soll. Der Beitrag diskutiert verschiedene Detektorkonzepte und geht insbesondere auf die Verwendung von Avalanche-Photodioden für die direkte Protonendetektion ein. Das Projekt wird gefördert vom Maier-Leibnitz-Laboratorium, der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie dem Exzellenzcluster „Origin and Structure of the Universe“.