originale Druckvorlage - DPG-Tagungen

Teilchenphysik Donnerstag
[1] G. Alexander et al. [E166-Collaboration], SLAC-Proposal-E166(bis)
(2003).
[2] V.E. Balakin and A.A. Mikhailichenko, Budker Institute of Nuclear
Physics, Preprint BINP 79-85 (1979).
T 605.7 Do 12:00 HS VI
Frictional Muon Cooling — •C. Büttner 1 , A. Caldwell 1 und
R. Galea 2 — 1 Max-Planck-Institut für Physik, Föringer Ring 6, 80805
München — 2 Columbia University, Irvington, NY 10533
Myonen erfahren im Vergleich zu Elektronen kaum Energieverluste
durch Synchrotronstrahlung und sind im Gegensatz zu Protonen punktförmige
Teilchen. Ein Myonringbeschleuniger bietet daher viele Vorteile.
Niederenergetische Myonen ermöglichen Experimente der kondensierten
Materie und der Atomphysik. Höher energetische Myonen können über
ihren Zerfall intensive Neutrinostrahlen erzeugen, die für Oszillationsund
CP-Messungen verwendet werden können. In einem Myoncollider
könnten Myonen über ihre direkte Kopplung Higgs-Teilchen erzeugen.
Der bei der Erzeugung unvermeidbare diffuse Phasenraum des Myonstrahls
erfordert eine Reduzierung der Strahlemittanz um einen Faktor
10 6 . Dazu benötigt man eine effiziente und aufgrund der begrenz-
ten Lebensdauer der Myonen auch schnelle Strahlkühlung. Beim Frictional
Muon Cooling werden die Myonen im Energiebereich mit dE ∝ β dx
gekühlt. Der Energieverlust wird durch ein elektrisches Feld kompensiert.
Die Myonen erreichen ein Gleichgewicht T0 in der kinetischen Energie, da
Myonen mit T > T0 abgebremst, solche mit T < T0 beschleunigt werden.
Am MPI wurde ein Testaufbau mit einem supraleitenden 5T-Solenoid-
Magneten entwickelt, und es wurden erste Messungen mit Protonen
(τ >1031y) durchgeführt. Als Meßvolumen wird eine Gaszelle mit radioaktiver
Quelle und einem Silizium-Drift-Detektor verwendet. In weiterführenden
Messungen soll der Betrieb in hohen elektrischen Feldern mit
verschieden dicken Austrittsfenstern der Gaszelle untersucht werden.
T 605.8 Do 12:15 HS VI
Die Mini-D2 Quelle für ultrakalte Neutronen an der Forschungsneutronenquelle
FRM-II — •Andreas Frei, Igor
Altarev, Andreas Gschrey, Erwin Gutsmiedl, F. Joachim
Hartmann, Stephan Paul, Wolfgang Schott, Daniele Tortorella
und Oliver Zimmer — Physik-Department E18, Technische
Universität München, D-85748 Garching
Für die Forschungsneutronenquelle FRM-II in München ist eine Quelle
zur Erzeugung ultrakalter Neutronen (UCN) mit festem D2 als Konvertermaterial
vorgesehen, die Mini-D2 Quelle. Sie wird im horizontalen,
T 606 Teilchenidentifikation
direkt auf die Kalte Quelle gerichteten Strahlrohr SR-4 installiert. Zur
UCN-Erzeugung dient ein Konverter, bestehend aus etwa 200cm 3 festem
D2 bei einer Temperatur von 5K. Der Konverter befindet sich am
reaktorseitigen Ende eines mit Be beschichteten Speicherrohres (Durchmesser
6cm, Länge etwa 8m), dessen Wände auf 30K gekühlt werden.
Modellrechnungen lassen erwarten, dass sich im Speicherrohr eine UCN-
Dichte von bis zu 10 4 cm −3 aufbauen sollte, eine wesentliche Verbesserung
im Vergleich zu bestehenden Quellen. Erste Testmessungen zur UCN-
Erzeugung werden im Frühjahr 2004 am TRIGA-Reaktor in Kooperation
mit der Universität Mainz durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde
mit Hilfe des Maier-Leibnitz-Laboratoriums der LMU und TU München
(MLL) und mit finanzieller Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft
(DFG) ein Testkryostat samt zugehörigem D2-Gassystem
aufgebaut. Der Vortrag gibt einen Überblick über den aktuellen Status
des Projektes am FRM-II und in Mainz.
T 605.9 Do 12:30 HS VI
A superconducting magnetic UCN trap for precise neutron
lifetime measurements — •Johannes Bröcker, Igor Altarev,
F. Joachim Hartmann, Andreas Frei, Andreas Gschrey, Erwin
Gutsmiedl, Rüdiger Picker, Stephan Paul, Gerd Petzoldt,
Wolfgang Schott, Daniele Tortorella, and Oliver Zimmer
— Physik-Department E18, Technische Universität München
The measurement of the neutron lifetime τn allows to precisely determine
the coupling constants of weak interaction and hence the element
Vud of the CKM matrix. Latest experimental results indicate that this
matrix deviates from unitarity by about 3σ. The most precise measurements
of τn were performed by storing ultra-cold neutrons (UCN) in
material bottles. There are, however, significant losses during wall collisions
that are not fully understood. Hence systematical errors cannot be
decreased substantially below their present values.
Recently it was proven that magnetic storage is a viable alternative. In
our planned experimental arrangement the volume between two nested
cylinders made from magnetic multipole fields is used to store UCN. The
field is produced by superconducting coils with gravitation serving as the
upper lid of the bottle. τn shall be measured by real-time detection of
decay protons and by counting the integral number of neutrons left after
different storage times. Using a new UCN source we expect to trap up
to 10 8 neutrons per cycle. We thus envisage an accuracy for τn of 10 −4 .
The design of the experiment will be presented and possible sources of
systematical errors will be discussed.
Supported by Maier-Leibnitz-Laboratorium and BMBF.
Zeit: Donnerstag 10:30–12:30 Raum: HS VII
T 606.1 Do 10:30 HS VII
Teilchenidentifikation mit dem CDF Detektor — •C. Dörr 1 , G.
Barker 1 , M. Feindt 1 , U. Kerzel 1 , C. Lecci 1 , P. Mack 1 , S. Menzemer
2 und K. Rinnert 1 — 1 Institut für Experimentelle Kernphysik,
Universität Karlsruhe (TH), Postfach 6980, 76128 Karlsruhe — 2 MIT,
77 Massachusetts Avenue Boston, 2039 MA, USA
Für die Analyse der CP–Verletzung und Teilchen–Antiteilchen–
Oszillationen im System der B–/Bs–Mesonen ist eine gute Separation
zwischen Pion–, Kaon– und Protonspuren von grundlegender Bedeutung.
Dieser Vortrag präsentiert den aktuellen Status der am CDF–Detektor
verfügbaren Methoden zur Teilchenidentifikation (Flugzeitmessung, spezifische
Ionisation im Vertexdetektor und der Spurkammer) und gibt
einen Ausblick auf die Verwendung dieser Methoden zur Analyse von
B–/Bs–Ereignissen.
T 606.2 Do 10:45 HS VII
Teilchenidentifikation mittels dE/dx-Messung im ZEUS-
Experiment an HERA — •Oliver Maria Kind — Physikalisches
Institut der Universität Bonn, Nußallee 12, 53115 Bonn
Die zentrale Driftkammer des Zeus-Detektors bietet die Möglichkeit
der Messung des spezifischen mittleren Energieverlustes durch Ionisation,
dE/dx, und damit die Identifikation von Teilchenspuren mit Impulsen
unterhalb von 10 GeV. Dies ist von Interesse, da für solch niedrige Impulse
die Kalorimetrie des Zeus-Detektors eine hohe Missidentifikationsrate
bei der Elektron-/Hadron-Trennung besitzt. Zudem gibt es ein breites
Feld physikalischer Anwendungen in diesem Bereich. Exemplarisch sei
hier die Erkennung und Vermessung semileptonischer B-Zerfälle in e ±
genannt. Da gängige Monte-Carlo-Simulationen des Ionisationsverlustes
zu grob sind, erfolgt die dE/dx-Eichung der Kammer mithilfe wohldefinierter,
hochreiner Teilchensamples aus Daten für die Teilchensorten
π, K, p und e. Diese Samples werden aus Teilchenreaktionen mit klarer
Signatur und möglichst hohen Produktionsraten gewonnen. Durch einen
Parameterfit lassen sich die freien Parameter des zugrunde liegenden Modells
(Bethe-Bloch) bestimmen. Damit ist es möglich, den experimentell
bestimmten dE/dx-Wert einer Spur mit der Vorhersage zu vergleichen
und Aussagen bzgl. der Teilchensorte dieser Spur zu machen.
T 606.3 Do 11:00 HS VII
Korrekturen zur dE/dx-Messung der zentralen Driftkammer am
ZEUS-Detektor bei HERA — •Detlef Bartsch für die ZEUS-
Kollaboration — Physikalisches Institut der Universität Bonn, Nußallee
12, 53115 Bonn
Geladene Teilchen erzeugen beim Durchgang durch Materie Ion-
Elektron-Paare. Die Ionisationsdichte wird hierbei durch die Bethe-
Bloch-Gleichung dE
p
= f(βγ) = f( ) beschrieben; bei gegebenem Impuls
dx m
p hängt sie von der Masse des Teilchens ab. Die Messung von Impuls p
und Ionisationsdichte dE/dx in der zentralen Driftkammer ermöglicht
somit die Unterscheidung zwischen Teilchen verschiedener Masse. Eine
große Trennschärfe in der Teilchenidentifikation wird durch eine
möglichst hohe Auflösung der dE/dx-Messung erreicht. Dieser Vortrag
behandelt ZEUS-spezifische Methoden zur Verbesserung der Auflösung
durch offline-Korrekturen. Die Einflüsse der Detektorgeometrie, der Ausleseelektronik
und des Raumladungseffekts in der Driftkammer auf die
dE/dx-Messung spielen hierbei entscheidende Rollen. Diese Einflüsse