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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne
HK 45: Instrumentation
HK 45.6: Talk
Tuesday, March 5, 2013, 18:15–18:30, HSZ-405
Protonendetektion im Neutronenlebensdauerexperiment PENeLOPE — •Christian Tietze — Technische Universität München
Obwohl die Lebensdauer τn des freien Neutrons eine wichtige Rolle im Standardmodell der Teilchenphysik spielt ist sie bisher nur unzureichend genau bekannt und oft diskutiert. So wurde der offizielle Mittelwert der Particle Data Group in den letzten zwei Jahren um insgesamt 5,1 (neue) Standardabweichungen auf 880,1 ± 1,1s gesenkt.
Das Präzisionsexperiment PENeLOPE wird derzeit an der TU München entwickelt um zur Klärung dieses Sachverhaltes beizutragen. Hierbei ist neben der verlustfreien magnetischen Speicherung von ultrakalten Neutronen im Multipolfeld supraleitender Spulen und anschließender Messung der überlebenden Neutronen die simultane Detektion der Zerfallsprotonen während der Speicherphase entscheidend. Die Kombination beider Messvarianten resultiert zusammen mit den guten Möglichkeiten zur Handhabung der systematischen Fehler in einer bisher bei der Neutronenlebensdauer nicht erreichten Präzision von 0,1s.
Dieser Beitrag soll auf die Herausforderungen der Protonendetektion eingehen und insbesondere das entwickelte Konzept mit der Verwendung von Lawinenphotodioden (APDs) zur direkten Protonendetektion vorstellen. Dabei werden die bei einem Prototypen mit angepasster Frontend-Elektronik gewonnenen Ergebnisse präsentiert.
Das Projekt wird gefördert vom Exzellenzcluster „Origin and Structure of the Universe“, der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie dem Maier-Leibnitz-Laboratorium, Garching.