originale Druckvorlage - DPG-Tagungen

Teilchenphysik Mittwoch
T 404 Neutrinomassen
Zeit: Mittwoch 14:00–16:00 Raum: HS V
T 404.1 Mi 14:00 HS V
KATRIN – Status und Sensitivität auf die Neutrinomasse
— •Beatrix Müller für die KATRIN-Kollaboration — Helmholtz-
Institut für Strahlen- und Kernphysik, Rheinische Friedrich-Wilhelms-
Universität, D-53115 Bonn
Die absolute Massenskala von Neutrinos, die nicht mit Experimenten
zu Neutrino-Oszillationen zugänglich ist, hat fundamentale Bedeutung
in der Teilchen- und Astrophysik sowie der Kosmologie und stellt eine
der wichtigsten Aufgaben der zukünftigen ν-Experimente dar. Das
KArlsruhe TRItium Neutrino Experiment wird das Elektron-Spektrum
des Tritium–β–Zerfalls 3 H → 3 He+e − + ¯νe am kinematischen Endpunkt
bei 18.6keV mit hoher Statistik und einer bisher unerreichten Energieauflösung
von ∆E = 1eV spektroskopieren.
Nach einer Optimierung der Parameter kann jetzt eine Sensitivität
von 0 ,2 eV (90 % CL) erwartet werden. Damit kann mit KATRIN im
kosmologisch interessanten Massenbereich mit einer direkten und modellunabhängigen
Messmethode nach einer Neutrinomassenangabe gesucht
werden.
Ein Überblick über Prinzip, Status und Sensitivität des Experiments
wird gegeben.
Gefördert vom BMBF Förderschwerpunkt Astroteilchenphysik unter
Nr. 05CK2PD1/5, Nr. 05CK1VK1/7 und 05CK1UM1/5.
T 404.2 Mi 14:15 HS V
KATRIN Neutrinomassenexperiment - Status des Vorspektrometers
— •Lutz Bornschein für die KATRIN-Kollaboration —
Universität Karlsruhe, Institut für experimentelle Kernphysik am Forschungszentrum
Karlsruhe
Das KArlsruhe TRItium Neutrinomassenexperiment ist ein Tritiumzerfallsexperiment
der nächsten Generation, das es erlaubt, die Sensitivität
bei der Suche nach der Neutrinomasse um eine Größenordnung zu
verbessern. KATRIN basiert auf der Kombination einer fensterlosen molekularen
Tritiumgasquelle hoher Luminosität und einem tandemförmigen
System zweier elektrostatischer Retardierungsspektrometer (MAC-
E-Filter), die es erlauben wird, die Form des Tritium-β-Spektrums nahe
der Endpunktsenergie mit einer Auflösung von 1 eV zu vermessen. Abschließende
Verbesserungen des KATRIN Designs ermöglichen eine Sensitivität
auf die Neutrinomasse von 0, 2 eV/c 2 .
Der Vortrag berichtet vom Status der UHV Testmessungen mit einer
Testkammer sowie mit dem Vorspektrometer, das als Prototyp für das
große Hauptspektrometer dient. Im weiteren Verlauf dieses Jahres wird
das neue elektromagnetische Design anhand des Vorspektrometers ausgiebigen
Tests unterzogen werden.
(Teilweise unterstützt durch das BMBF Nr. 05CK1VK1/7 und
05CK1UM1/5).
T 404.3 Mi 14:30 HS V
Die fensterlose molekulare gasförmige Tritiumquelle des
KATRIN-Experiments — •Stefanie Mutterer für die KATRIN-
Kollaboration — Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik
Das KArlsruhe TRItium Neutrino-Experiment KATRIN untersucht
spektroskopisch das Elektronenspektrum des Tritium β Zerfalls
3 H → 3 He + e − + ¯νe nahe dem kinematischen Endpunkt von 18.6keV.
Mit einer fensterlosen molekularen gasförmigen Tritiumquelle hoher
Luminosität und einem hochauflösenden elektrostatischen Filter mit
bisher unerreichter Energieauflösung ∆E=1eV, wird KATRIN eine
modellunabhängige Bestimmung der Neutrinomasse mit einer erwarteten
Sensitivität von 0.2eV (90% CL) ermöglichen.
Thema dieses Vortrags ist die Tritiumquelle. Um eine derart präzise
Massenbestimmung zu ermöglichen, muss sie hohen Anforderungen
genügen. Insbesondere die Stabilität der Quelle bezüglich ihrer β-
Aktivität und ihrer Isotopenreinheit ist ein Schlüsselparameter, um die
geplante Nachweisgrenze für den Wert der Neutrinomasse zu erreichen.
Der Vortrag diskutiert die möglichen systematischen Einflüsse der
verschiedenen Parameter und gibt einen Überblick über den aktuellen
Stand des Designs.
Gefördert durch den BMBF Förderschwerpunkt Astroteilchenphysik
unter 05CK1VK1/7 und 05CK1UM1/5.
T 404.4 Mi 14:45 HS V
Untersuchungen der Speicherbedingungen zwischen den MAC-
E-Filtern des KATRIN Experimentes. — •Thomas Thümmler
für die KATRIN-Kollaboration — Helmholtz-Institut für Strahlen- und
Kernphysik, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, D-53115 Bonn
Ziel des KArlsruhe TRItium Neutrino Experiments[1] ist die Bestimmung
der absoluten Masse des Elektron-Antineutrinos durch Vermessung
der Region um den kinematischen Endpunkt des Tritium-β-Spektrums
mit einer sub-eV Sensitivität. Der KATRIN Aufbau besteht aus zwei
Spektrometern des MAC-E-Filter (engl. “Magnetic Adiabatic Collimation
followed by Electrostatic Filter”) Typs, einem Vorspektrometer mit
geringer Auflösung gefolgt von einem hochauflösenden Hauptspektrometer.
Die elektrische und magnetische Feldkonfiguration dieses sequentiellen
Aufbaus führt zu einer Penningfalle für Elektronen. Die gefangenen Elektronen
werden für einen Anstieg der Untergrundzählrate verantwortlich
gemacht, daher muss ihre Anzahl reduziert werden. Ziel dieses Vortrages
ist es, die Speicherbedingungen von Elektronen zu diskutieren und basierend
auf Computer-Simulationen Wege zu zeigen, um diese zu entfernen
oder ihre Speicherzeiten zu begrenzen. Es wurden Kühlprozesse wie
Synchrotronstrahlung, Stöße mit Restgasmolekülen durch elastische und
inelastische Streuung, sowie Ionisation untersucht. Neben der Kühlung
existiert noch die Möglichkeit des aktiven Entfernens gespeicherter Elektronen
durch im Vorspektrometer wirkende elektrische Dipolfelder.
Gefördert durch das BMBF unter Kennzeichen 05CK2PD1/5.
[1] A. Osipowicz et al. (KATRIN coll.), hep-ex/0109033
T 404.5 Mi 15:00 HS V
Untergrundsimulationen zur Untersuchung des KATRIN-
Detektoruntergrunds — •Frank Schwamm für die KATRIN-
Kollaboration — Institut für Experimentelle Kernphysik, Universität
Karlsruhe (TH)
Die Sensitivität des KATRIN-Experiments zur Bestimmung der Neutrinomasse
ist abhängig von der Größe des Experimentuntergrunds, der
wenige mHz nicht übersteigen darf.
Im Rahmen verschiedener Untersuchungen der beitragenden Untergrundkomponenten
wurde eine vollständige GEANT4-Simulation des zu erwartenden
Detektoruntergrunds für Energien kleiner 50keV angefertigt. Dies
beinhaltet die detaillierte Modellierung der Geometrie der Umgebung des
KATRIN-Detektors.
Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Beiträge durch intrinsische
radioaktive Verunreinigungen und durch von kosmischer Strahlung erzeugter
Isotope im Detektor und den Detektor umgebenden Materialien,
ebenso wie über Beiträge durch Wechselwirkungen kosmischer Myonen
und Neutronen mit dem Detektor.
Gefördert vom BMBF Förderschwerpunkt Astroteilchenphysik unter
05CK1VK1/7 und 05CK1UM1/5
T 404.6 Mi 15:15 HS V
Untergrunduntersuchungen mit dem Mainzer Neutrinomassenexperiment
— •Björn Flatt für die KATRIN-Kollaboration — Johannes
Gutenberg- Universität, 55099 Mainz
Nach Abschluß der Tritium-Messungen am Mainzer Neutrinomassenexperiment
2001 wird das Spektrometer für Untergrunduntersuchungen
im Hinblick auf das Nachfolgeexperiment KATRIN (KArlsruhe TRItium
Neutrinoexperiment) genutzt. Diese Untersuchungen beinhalten sowohl
Modifikationen am Elektrodensystem, als auch Messungen mit künstlich
erzeugtem Untergrundsignal durch Röntgenstrahlung und Zerfall von
83 Kr im Spektrometer. Auf diese Weise kann man Erkenntnisse über
den Untergrund in MAC-E-Filtern (Magnetic Adiabatic Collimation and
Electrostatic Filter) erlangen, der sich zum einen aus gespeicherten Teilchen
und zum anderen aus Elektronen aus der inneren Spektrometeroberfläche,
z.B. durch kosmische Myonen und radioaktive Zerfälle im Elektrodenmaterial,
zusammen setzt.
Im Vortrag werden Ergebnisse der Messungen sowie der Einfluss auf KA-
TRIN vorgestellt.
Diese Arbeit wird unterstützt durch: BMBF Förderschwerpunkt Astroteilchenphysik
unter Nr. 05CK1VK1/7 and 05CK1UM1/5.