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Construction of a Scintillating Hodoscope Detector for Measurements on the Hyperfine Structure of Antihydrogen
Aaron Capon
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.41465
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30350.74475.302770-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Erhaltung des CPT Theorems ist fundamental für das gegenwärtige Verständnis des Standardmodells. Es gibt jedoch Modelle, die CPT-Symmetriebrechungen zulassen, wie zum Beispiel die Standard Model Extension. Die ASACUSA Kollaboration (engl. Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) ist in diesem Zusammenhang bestrebt, die Hyperfeinstruktur von Antiwasserstoff im Grundzustand präzise zu vermessen, um diese mit dem extrem genau bekannten Wert von Wasserstoff zu vergleichen.
Das Rabi-artige Strahlspektrometer besteht aus einem Mikrowellen-Hohlraumresonator, um spin-flips zu induzieren, einem supraleitenden Sextupolmagneten für die Trennung der Zustände, und schließlich einem Antiwasserstoffdetektor umfasst von zwei Komponenten; ein BGO (Bi_4Ge_3O_12) 2-D Kalorimeter im Vakuum, und ein externer Szintillationshodoskop. Das externe Hodoskop hat ein doppelt geschichtetes Design, wobei jede Schicht aus 32 Szintillationstangen besteht. Jede Stange koppelt beidseitig an Silikon-Photoelektronenvervielfachern an, um eine Auflösung des Signals entlang der gesamten Stange zu ermöglichen.
Diese Masterarbeit behandelt die Herstellung und Inbetriebnahme des Antiwasserstoffdetektors für die ASACUSA Kollaboration. Tests an den Szintillatoren, den Silikon-Photoelektronenvervielfachern und den Vorverstärkern wurden durchgeführt und werden hier erörtert. Die Einbau des Detektors am Ende des Strahlrohres sowie Techniken der Erstkalibierung sind im Detail dokumentiert und besprochen.
Abstract
(Englisch)
The conservation of CPT symmetry is fundamental to the current understanding of the Standard Model, however models, such as the Standard Model Extension, allow for the possibility of small violations to CPT symmetry. Within this framework the ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) collaboration aims for high precision measurements on the hyperfine splitting of the ground state of antihydrogen. Discrepancies between this value and extremely well-known transition frequency of hydrogen would indicate a CPT violation, and possible physics beyond the standard model.
The spectroscopy section follows a Rabi-like beam experiment and consists of a microwave cavity for instigating spin flips, a state selecting superconducting sextupole, and an antihydrogen detector comprising two segments; an in-vacuum BGO (Bi_4Ge_3O_12) 2-D calorimeter, and an external scintillating hodoscope. The hodoscope is double layered, consisting of 32 scintillating bars per layer. A hit resolution along each bar is obtained by coupling Silicon Photomultipliers at both ends.
This thesis documents the construction and implementation of the hodoscope. Tests on the individual components, such as the scintillators, the silicon photo multipliers and the pre-amplifiers, were conducted and are discussed here. Installation of the detector into the beamline has been documented, and initial calibration techniques covered.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
antimatter CERN AD hyperfine structure antihydrogen
Schlagwörter
(Deutsch)
Antimaterie CERN AD Hyperfeinstruktur Antiwasserstoff
Autor*innen
Aaron Capon
Haupttitel (Englisch)
Construction of a Scintillating Hodoscope Detector for Measurements on the Hyperfine Structure of Antihydrogen
Paralleltitel (Deutsch)
Herstellung einer Szintillator Hodoskop Detektor für die Messung der Hyperfeinstruktur von Antiwasserstoff
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
IX, 97 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Eberhard Widmann
Klassifikation
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik
AC Nummer
AC13295456
Utheses ID
36701
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |