Gutenberg Open Science: Aufbau eines Bleifluorid-Kalorimeters zur Messung der Paritätsverletzung in der elastischen Elektronenstreuung

Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-6536

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DC Field	Value	Language
dc.contributor.author	Achenbach, Patrick	-
dc.date.accessioned	2022-01-11T12:16:10Z	-
dc.date.available	2022-01-11T12:16:10Z	-
dc.date.issued	2001	-
dc.identifier.uri	https://openscience.ub.uni-mainz.de/handle/20.500.12030/6546	-
dc.description.abstract	Die A4-Kollaboration am Mainzer Mikrotron untersucht den möglichen Beitrag der Seltsamkeit zu den Vektor-Formfaktoren des Nukleons. Dazu soll die paritätsverletzende Asymmetrie in der elastischen Elektron-Proton-Streuung mit einer Genauigkeit von 5% vermessen werden. Die Anforderungen an Energieauflösungsvermögen, Zeitverhalten, Kompaktheit und Strahlenresistenz, die durch die genaue Asymmetrie-Messung an einen kalorimetrischen Detektor gestellt wurden, waren extrem hoch. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das sehr dichte, schnelle und im ultravioletten Spektralbereich außergewöhnlich transparente Tscherenkow-Material Bleifluorid (PbF2) auf eine Eignung als Nachweisdetektor untersucht. Diese Studien waren bestimmt durch systematische Qualitätskontrollen der Kristalle bezüglich ihres Transmissionsgrades, ihrer Homogenität, Lichtausbeute und Strahlenresistenz und durch Experimente zur Regenerierung geschädigter Kristalle mit optischen Bleichmethoden. Die mit einem hybriden Photovervielfacher ermittelte effektive Lichtausbeute von PbF2 lag bei 1,7 Photoelektronen/MeV. Das Material zeigte, wie in Kapitel 2 und Kapitel 5 erläutert, eine uneinheitliche Strahlenresistenz, wobei etwa 1/7 der untersuchten Kristalle reduzierte Transmissionen oder Absorptionsbanden in den Spektren aufwiesen. Eine Auflösung der induzierten Farbzentren konnte sowohl mittels Lichtwellenleiter als auch durch direkte Beleuchtung mit kommerziellen Lampen erreicht werden. Weiterhin werden in dieser Arbeit eine Simulationsrechnung zu Tscherenkow-Photonen in PbF2 sowie parametrisierte Modellrechnungen vorgestellt, mit denen die Detektoren in allen ihren Eigenschaften für den Nachweis hochenergetischer Elektronen optimiert wurden. Zeitlich daran anschließend wurde der Aufbau des Kalorimeters realisiert. Die 640 fertiggestellten Detektoren bestehen aus den in Reflektormaterial eingepackten PbF2-Kristallen, den Photovervielfachern mit zugehörigen Spannungsteilern sowie angekoppelten Lichtwellenleitern. Die mechanischen Fertigungsungenauigkeiten der Kristalle des Herstellers SICCAS von bis zu Δx =+/-500 μm stellten dabei eine erhebliche Schwierigkeit dar, denn Luftspalte zwischen den Kristallen führen zu einem ungenügenden Energieauflösungsvermögen, beziehungsweise zu erheblichen Akzeptanzeinbußen bei einer Selektion der Streuereignisse nach Auftrefforten. Um Kristalle mit mangelhafter Geometrie zurück zu weisen, wurden die Kristalle mit einer Genauigkeit von 12 μm auf einer fünf-achsigen computergesteuerten Fräsmaschine vermessen. Die Ergebnisse ermöglichten auch eine Minimalisierung der Luftspalte in azimuthaler Winkelrichtung. Das gesamte Kalorimeter wird sich im Vollausbau aus 146 Trägerrahmen mit insgesamt 1022 Kristallen zusammensetzen. Im Jahr 2000 wurde das Kalorimeter in Betrieb genommen. Das mittlere Energieauflösungsvermögen ΔE/E aller zentralen Kanäle betrug 4,27%, entsprechend einem statistischem Term σ/sqrt(E) von 3,1 +/- 0,3 %/sqrt(E [GeV]). Nach Abtrennung von unelastischen Streuereignissen und Doppeltreffern konnte aus den Messungen von 2,2 Coulomb an integriertem Strahlstrom die über alle zentralen Detektoren gemittelte Rohasymmetrie A = +3 +/- 0,3 x 10−6 bestimmt werden.	de_DE
dc.language.iso	ger	de
dc.relation.ispartofseries	Schriften des Forschungszentrums Jülich ; JUEL-3892	-
dc.rights	CC BY-ND	*
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/	*
dc.subject.ddc	530 Physik	de_DE
dc.subject.ddc	530 Physics	en_GB
dc.title	Aufbau eines Bleifluorid-Kalorimeters zur Messung der Paritätsverletzung in der elastischen Elektronenstreuung	de_DE
dc.type	Dissertation	de
dc.identifier.doi	http://doi.org/10.25358/openscience-6536	-
jgu.type.dinitype	doctoralThesis	en_GB
jgu.type.version	Published version	de
jgu.type.resource	Text	de
jgu.date.accepted	2001-05-30	-
jgu.description.extent	II, 159 Seiten, Illustrationen, Diagramme	de
jgu.organisation.department	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik	de
jgu.organisation.number	7940	-
jgu.organisation.name	Johannes Gutenberg-Universität Mainz	-
jgu.rights.accessrights	openAccess	-
jgu.publisher.year	2001	-
jgu.publisher.name	Verlag des Forschungszentrums Jülich	de
jgu.publisher.place	Jülich	de
jgu.publisher.uri	http://wwwzb2.fz-juelich.de/verlagextern1/abstract.asp?id_schriften=43355	de
jgu.organisation.place	Mainz	-
jgu.subject.ddccode	530	de
jgu.organisation.ror	https://ror.org/023b0x485
Appears in collections:	JGU-Publikationen

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	patrick_achenbach-aufbau_eines_b-20211117220541765.pdf	Dissertation	3.46 MB	Adobe PDF	View/Open

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