Detailansicht
Development and application of an analysis method for Schottky spectra
Christoph Klaushofer
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Eberhard Widmann
DOI
10.25365/thesis.37992
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29729.95997.321069-9
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Arbeit wird die Datenanalyse eines Experiments behandelt, welches 2008 am Speicherring ESR der GSI in Darmstadt, Deutschland, durchgeführt wurde. Darin wurden Elektroneneinfang-Zerfälle von Ionen mit nur einem einzigen Elektron im Speicherring untersucht. Zeitaufgelöste Schottky
Massenspektrometrie wurde verwendet um Informationen über die Ionen zu erhalten und Zerfälle zu beobachten.
Im Rahmen der Masterarbeit wurde ein neues computergestütztes Analyseverfahren für diese Schottky Spektren entwickelt. Der Schwerpunkt lag darin, die Sensibilität für die Ionen im Schottky-Rauschen zu optimieren und Zerfallszeiten möglichst genau festzustellen. Die Analyse besteht aus der Extraktion der Schottky Spektren, Auffindung von Spuren in den zeitlich aufeinander folgenden Schottky Spektren, welche ein Indikator für das Vorhandensein von Ionen sind, und einer maximum likelihood Methode um daraus Zerfallszeiten zu extrahieren. Die Häufigkeitsverteilung dieser Zerfallszeiten wurde mit einem unbinned likelihood Algorithmus gefittet.
Für viele Aspekte der Analyse und dem Verständnis der Zerfallskurven wurden Simulationen durchgeführt, welche sich mit verschiedenen Aspekten der Analyse und der Zerfalls-Kurven beschäftigen. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Optimierung von Parametern und der Fehlerabschätzung.
In früheren Experimenten mit ähnlichen Rahmenbedingungen fand man eine Schwingung im exponentiellen Zerfallsgesetz. In der Masterarbeit wurde versucht, diesen Effekt im Zusammenhang mit dem Jod-Experiment zu untersuchen. Nach der vollen Analyse konnte eine solche Oszillation nicht eindeutig in den Jod-Daten von 2008 festgestellt werden. Allerdings könnte der Grund dafür der geringe Umfang des Datensatzes sein.
Abstract
(Englisch)
This thesis deals with the data analysis of an experiment conducted in 2008 at the Experimental Storage Ring (ESR) at GSI in Darmstadt, Germany. Therein iodine ions with only one electron left in their shell were injected into the storage ring and their electron capture decay behavior was studied. Time-resolved Schottky mass spectrometry was used within the storage ring to monitor the stored ions and identify decays.
In the scope of this thesis a new computational analysis method was developed for these Schottky spectra. The emphasis was placed on an enhancement of the sensitivity for stored ions in the Schottky noise and the highest possible precision in the extraction of decay times. The analysis includes a visualization of the Schottky spectra, the identification of traces in subsequent Schottky spectra, corresponding to stored ions, and a maximum likelihood approach to identify decays in these traces. The frequency distribution of these decay times is fitted with an unbinned likelihood algorithm.
Several simulations are supplied which address different aspects of the analysis procedure and the decay curves. They were used to optimize parameters and estimate uncertainties.
In previous experiments with similar settings an oscillatory modulation was found in the exponential decay power law. An attempt of this thesis was to confirm these findings with iodine. After the full analysis such an oscillation could not be unambiguously identified with the 2008 iodine data. However the main reason for this might be the lack of sufficient statistics.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Schottky electron capture storage ring GSI I122 oscillation
Schlagwörter
(Deutsch)
Schottky Elektroneneinfang Speicherring GSI I122 Oszillation
Autor*innen
Christoph Klaushofer
Haupttitel (Englisch)
Development and application of an analysis method for Schottky spectra
Paralleltitel (Deutsch)
Entwicklung und Anwendung einer Analysemethode für Schottky Spektren
Publikationsjahr
2015
Umfangsangabe
85 S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Eberhard Widmann
Klassifikation
33 Physik > 33.46 Hochenergie-Kernphysik
AC Nummer
AC12389105
Utheses ID
33687
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |