Bochum 2018 – wissenschaftliches Programm

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 7: Instrumentation III

HK 7.2: Vortrag

Montag, 26. Februar 2018, 14:30–14:45, HZO 90

Optimierung der Betriebseinstellungen des MuPix7-Sensorprototyps — •René Hagdorn für die Mu3e Kollaboration — Universität Heidelberg, Physikalisches Institut, jetzt an der Ruhr-Universität Bochum, Institut für Experimentalphysik I

Das Mu3e-Experiment wird mit einer Sensitivität von einem in 10¹⁶ Myonzerfällen nach dem im Standardmodell untersagten leptonfamilienzahlverletzenden Prozess µ⁺ → e⁺ e⁻ e⁺ suchen. Ein beobachtetes Signal wäre ein klarer Hinweis auf Neue Physik. Um Streueffekte im Detektor gering zu halten, soll der Spurdetektor aus 50 µm dünnen Siliziumpixelsensoren basierend auf dem Konzept der hochspannungsbetriebenen monolithischen aktiven Pixelsensoren (HV-MAPS) bestehen. Die vorgesehene Heliumgaskühlung des Detektors ist auf eine maximale Kühlleistung von 400 mW/cm² ausgelegt, was den erlaubten Energieverbrauch der Sensoren limitiert.

Die Betriebseinstellungen des MuPix7-Sensorprototyps wurden in Labormessungen systematisch optimiert und während einer Teststrahlkampagne validiert. Es wurde eine optimale Einstellung mit einem Energieverbrauch von ca. 275 mW/cm² gefunden, die gleichzeitig einen breiten Arbeitsbereich mit Effizienzen von mehr als 99 % und ein verbessertes Signal-zu-Rausch-Verhältnis gegnüber vorherigen Betriebseinstellungen bietet. Zudem wurde mit dem MuPix7 ein Verfahren entwickelt, mit dem effizienzähnliche Werte in einer Labormessung bestimmt werden können, was die Planung und den Ablauf künftiger Effizienzmessungen während der Strahlzeiten vereinfacht.