Optimierung und Charakterisierung eines PERKEO III Detektors zur Elektronen-Energie-Spektroskopie

Abstract

Das freie Neutron zerfällt auf Grund der schwachen Wechselwirkung über den Betazerfall in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Antineutrino. Über die Winkelkorrelationen dieser Teilchen ist es möglich, die Gültigkeit des Standardmodells der Teilchenphysik zu überprüfen bzw. zu erweitern. Das neue Instrument PERC ermöglicht es, die Korrelationskoeffizienten zwischen dem Neutronenspin und den Impulsen der Zerfallsprodukte in noch nie dagewesener Präzision zu messen; da z.B. die Zerfallsrate bei maximal 8 x 10 6 liegen wird. Das zum Einsatz kommende Elektronenspektrometer basiert auf dem in den Arbeitsgruppen von Prof. Abele und Prof. Dubbers an der Universität Heidelberg entwickelte und von unserer Arbeitsgruppe am Atominstitut der Technischen Universität Wien, zur Erhöhung der Effizienz, adaptierte Spektrometer PERKEO III. In Wien wird einer der Detektoren von PERKEO III charakterisiert und dessen für die Elektronenspektroskopie relevanten Systematiken untersucht. Das Ziel ist Elektronenspektroskopie auf dem 10 -4 Niveau. Die Energiedetektion erfolgt dabei über Szintillatoren mit Photomultiplierauslese, auf denen besonderes Augenmerk liegt: Auf Grund ihrer kurzen Auslesezeit und hohen Zeitauflösung ist es möglich, bei besonders hohen Zählraten zu arbeiten, was gerade für PERC von großer Bedeutung ist. Ergänzend zu den direkten Stabilitätstests mit Eichquellen werden auch Monte Carlo Berechnungen durchgeführt, die sowohl das Rückstreuverhalten sowie die Elektronenabsorption des Szintillationsmaterials untersuchen. Diese Simulationen werden mittels der Simulationssoftware CASINO und pyPENELOPE durchgeführt.