Detailansicht
The antiproton annihilation experiment at ASACUSA using a timepix3 detector
Melanie Strube
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Johann Zmeskal
DOI
10.25365/thesis.56887
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17280.78627.425268-3
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Multiplizitätsverteilungen von geladenen Sekundärteilchen (Pionen, Protonen, Alphateilchen und andere Kernfragmente) für niederenergetische Antiprotonenannihilationen sind kaum bekannt. Sie sind aber ein wichtiger Bestandteil von Monte-Carlo Simulationen, welche z.B. den Hintergrund bei Antimaterie-Experimenten modellieren sollen.
Solche Simulationen werden heutzutage hauptsächlich mit den Software-Paketen CHIPS, FLUKA und FRITIOF durchgeführt. Diese Pakete wurden für Anwendungen in der Hochenergiephysik geschrieben. Simulationen im niederenergetischen Bereich werden entsprechend extrapoliert.
Bis vor einigen Jahren gab es keine experimentellen Messdaten von Antiproton-Nukleus Annihilationen in diesem Energiebereich (<1 keV), wodurch die genannten Modelle nicht validiert werden konnten. Erste Vergleiche zeigen, dass keines der 3 Pakete niederenergetische Annihilationen befriedigend modelliert.
Die ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) Collaboration führte Ende 2017 eine systematische Studie von Annihilationen niederenergetischer Antiprotonen an einer dünnen Kohlenstoff-Folie durch.
Die vorhandene Beamline wurde um eine elektrostatische Linse (Steerer lens) erweitert. Ein Bismut-Germanat (BGO) Detektor des Antiwasserstoff-Experiments wurde für dieses Experiment durch einen Timepix3-Pixeldetektor ersetzt.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wurden einige der Neuerungen vor ihrem Einsatz getestet. Auch wurden Messungen des Magnetfeldes vor Ort am CERN durchgeführt, welche in zukünftige Simulationen einfließen sollten, sowie ein erster Blick auf die Daten, welche mit Timepix3 aufgezeichnet wurden, geboten.
Abstract
(Englisch)
The multiplicity distribution of charged annihilation products (pions, protons, alpha particles and other nuclear fragments) is not well known for antiprotons annihilating at rest on nuclei. However, this information is important for Monte-Carlo simulations to model the background for antimatter experiments.
Current simulations are being performed mainly with the CHIPS, FLUKA or FRITIOF packages. These were written for application in high-energy physics. They extrapolate their data for simulations in the low-energy range.
Up until a few years ago, the absence of experimental data in this range (<1 keV) made validation of these models difficult. First comparisons show that none of these 3 packages was able to satisfyingly model low-energy annihilations.
At the end of 2017, the ASACUSA (Atomic Spectroscopy And Collisions Using Slow Antiprotons) Collaboration conducted a systematic study of low-energy antiproton annihilations on a thin carbon foil. An electrostatic lens (Steerer lens) was added to the existing beamline. The bismuth germanate (BGO) detector from antihydrogen experiments was replaced with a Timepix3 pixel detector during annihilation studies.
In the scope of this thesis, the additions to the beamline were tested before their usage. Some measurements of the magnetic field on-site at CERN were performed to be included in future simulations of the beamline. A first glimpse at the Timepix3 data is also offered.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
antiproton annihilation fragmentation Timepix3
Schlagwörter
(Deutsch)
Antiprotonen Annihilation Fragmentation Timepix3
Autor*innen
Melanie Strube
Haupttitel (Englisch)
The antiproton annihilation experiment at ASACUSA using a timepix3 detector
Paralleltitel (Deutsch)
Das ASACUSA Antiprotonen-Annihilationsexperiment mit einem Timepix3 Detektor
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
iii, 51 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Johann Zmeskal
Klassifikationen
33 Physik > 33.40 Kernphysik ,
33 Physik > 33.56 Elementarteilchenphysik
AC Nummer
AC15537884
Utheses ID
50252
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |