1 / 25

Xenon 10

Einführung:. -Dunkle Materie. -Kandidaten für DM. Xenon 10. Xenon10:. -Aufbau. -Messung. -Probleme und Lösungsansätze. -erste Ergebnisse. Xenon100:. -Überblick. Xenon1000:. -Überblick. Georg Thome. 05.12.2008. Einführung. Dunkle Materie.

leona
Download Presentation

Xenon 10

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Einführung: -Dunkle Materie -Kandidaten für DM Xenon 10 Xenon10: -Aufbau -Messung -Probleme und Lösungsansätze -erste Ergebnisse Xenon100: -Überblick Xenon1000: -Überblick Georg Thome 05.12.2008

  2. Einführung Dunkle Materie Rotationsgeschwindigkeiten von Spiralgalaxien, ergeben sich zu v(r)=sqrt(GM/r) Nach Rechnung würde gelten Im innersten der Galaxie v(r)~r Ausserhalb der Galaxie v(r)~r^(-1/2) ABER: v(r)~const. schon für kleine Abstände r -> M~r Georg Thome 05.12.2008

  3. Einführung Georg Thome 05.12.2008

  4. Kandidaten Heisse dunkle Materie -Neutrinos -würde Top-Down-Szenario erzeugen -geringer Anteil an dunkler Materie Kalte dunkle Materie -WIMP‘s (Weakly Interacting Massive Particle) -SUSY -Neutralino Georg Thome 05.12.2008

  5. Suche nach Dunkler Materie -direkter Nachweis (elastische Streuung an Targetatomen) -indirekter Nachweis (Annihilation) -CDMS II Phononen und Ionisation -EDELWEISS Phononen und Ionisation -CRESST II Phononen und Szintillation -ZEPLIN II Szintillation und Ionisation Georg Thome 05.12.2008

  6. Einleitung -Flüssiges Xe als Detektormaterial (LXe) gute Selbstabschirmung -hohe Dichte kompakte Detektoren -hohe Massenzahl -Betriebstemperatur „leicht“ zu halten -niedrige Energieschwelle der Rückstoßenergie -gute Ionisations- und Szintillationseigenschaften Georg Thome 05.12.2008

  7. Streuprozesse -WIMP‘s und Neutronen streuen am Kern -Gamma- und Betastrahlen streuen an der Elektronenhülle -Unterscheidung von Kernrückstößen (NR) und Elektronenrückstößen (ER) möglich Georg Thome 05.12.2008

  8. Ionisationsprozesse Georg Thome 05.12.2008

  9. Xenon 10 -direkter Nachweis -Untergrundlabor Gran Sasso Aufbau -Dual-Phasen-Detektor -aktive Masse 15 kg -Abschirmung durch LXe -Baukastenprinzip Georg Thome 05.12.2008

  10. Xenon 10 Innere Aufbau -Zeitprojektionskammer (TPC) -homogenes E-Feld -41 PMT‘s oben (gasphase) und 48 PMT‘s unten (flüssigphase) -Abschirmung durch Polyethylen und Blei Georg Thome 05.12.2008 Georg Thome 05.12.2008

  11. Xenon 10 -Teilchen tritt in Detektor ein -Szintillation in LXe wird als S1 erkannt -Ionisation, Elektronen werden beschleunigt im Feld E D -werden extrahiert ins Gas durch E ext -erzeugen Gasentladung Georg Thome 05.12.2008

  12. Xenon 10 Signalerzeugung -WIMP‘S weniger Ionisation mehr Szintillation -Gamma‘s mehr Ionisation weniger Szintillation -Szintillation in LXe -Ionisation führt zu Lichtsignalen in GXe -Verhältnis lässt Unterscheidung zu Georg Thome 05.12.2008

  13. Xenon 10 -3D Rekonstruktion eines Ereignisses möglich -obere PMT‘S bestimmen xy Position -Driftzeit bestimmt z Position WICHTIG -Unterscheidung der Randsignale -Filtern des Hintergrunds Georg Thome 05.12.2008

  14. Xenon 10 -“Abschneiden“ des Randes -aktive Masse bestimmen Georg Thome 05.12.2008

  15. Xenon 10 Hintergrund Beta und Gamma Hintergrund Krypton und Radon -Reinheit << 1 ppb 136 Doppelter Betazerfall durch Xe Neutronen Hintergrund -Kernrückstöße der Neutronen ununterscheidbar von WIMP‘s -kosmische Strahlung -umgebendes Gestein -U/TH Verunreinigungen der Detektormaterialien Georg Thome 05.12.2008

  16. Xenon 10 Kalibration -Justierung durch Co-57 und Cs-137 (Gammaquellen) -durchschnittliche Lichtausbeute Cs-137 1464 pe bei 662 keV (2.2pe/keV) -durchschnittliche Lichtausbeute Co-57 374 pe bei 122 keV (3.1pe/keV) Georg Thome 05.12.2008

  17. Xenon 10 AmBe als Neutronenquelle -durchschnittliche Lichtausbeute AmBe (0.7pe/keV) Georg Thome 05.12.2008

  18. Xenon 10 -Bestimmung der Energieverteilung -ER Band -99,5% Unterdrückung der Beta- und Gammastrahlung unterhalb des NR-Bandes -NR Band -Detektorschwelle 4.5-26.9 keV -S2 Trigger bei 300pe Georg Thome 05.12.2008

  19. Xenon 10 Georg Thome 05.12.2008

  20. Xenon 10 Erste Resultate -58.6 Tage Aufnahme der Daten -statistischer Fehler des ER-Bandes -WIMP‘s? Rauschen Georg Thome 05.12.2008

  21. Xenon 10 + alle Signale + alle Signale nach Softwarefilterung -Randeffekte im aktiven Bereich Höchstwahrscheinlich kein WIMP-Signal Verbesserungen? Georg Thome 05.12.2008

  22. Xenon 100 -170 kg LXe (70kg Targetmasse) -Gammaunterdrückung 10² besser als Xenon10 -Sensitivität σ ~ 2 x 10 cm² -45 Georg Thome 05.12.2008

  23. Xenon 1000 -3t LXe (1t Targetmasse) -47 -Sensitivität σ ~ 2 x 10 cm² -bessere Detektormaterialien -Funktionsprinzip ähnlich XENON10 und XENON100 Georg Thome 05.12.2008

  24. Xenon 1000 Sensitivität (Voraussagen) Georg Thome 05.12.2008

  25. Quellen http://xenon.astro.columbia.edu http://xenon.brown.edu/ http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~deboer/ http://www-ekp.physik.uni-karlsruhe.de/~feindt/ http://mckinseygroup.physics.yale.edu/ Klapdor-Kleingrothaus, H.; Zuber, K.: Teilchenastrophysik, Teubner Verlag, 1997 Georg Thome 05.12.2008

More Related