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Investigation of positron/positronium converter targets at AEgIS (CERN)
No full textThe AEgIS collaboration (Antimatter Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy) at CERN has assigned itself the goal of directly measuring Earth's gravitational force on antimatter with a precision of 1% for the first time. Neutral antihydrogen atoms enable this measurement and are produced using the highly efficient charge exchange reaction of cold antiproton plasma with laser excited Rydberg-positronium. These atoms are then transported by Stark-acceleration towards a Moiré deflectometer which detects the displacement of the antihydrogen beam caused by gravity.
This Master's thesis is based on AEgIS' goal and focuses on the positron system which is an essential component of the overall experiment. Two main objectives are dealt with. Firstly, the systematical optimization of the positron apparatus consisting of a source, two Surko-type buffer gas Penning-Malmberg traps with rotating walls and a transfer line to the AEgIS antihydrogen apparatus or to a test chamber for sample examination. Secondly, two positron/positronium converter targets are investigated for the first time at AEGIS using single-shot positron annihilation lifetime spectroscopy. Regarding the first objective, a large enhancement of the total positron yield (ten times higher) is achieved which results in a higher positronium output and thus satisfies the needs of a high antihydrogen yield. This is realized by applying horizontal and vertical magnetic correction fields in one of the traps; optimizing the frequency and amplitude of the rotating wall; shielding critical parts with µ-metal sheets from environmental magnetic fields and by adjusting the potentials in the traps and the transfer line. After this, a positron bunch with 20 ns time-spread containing up to 5.7 · 107 positrons within a reasonable accumulation time of ten minutes can be provided for further measurements. The two investigated converter targets for the positronium production are an aerogel target from NASA and a nanochannel converter produced by the University of Trento. The annihilation radiation of the incident positron bunch is detected with a PbF2- Cherenkov detector which shows a slow decreasing signal for tens of nanoseconds for both targets which proves the emission of positronium. The nanochannel converter is slightly more effective and has a positronium lifetime of (90 ± 2) ns, whereas the yield with the aerogel target is smaller and only a lifetime of (59 ± 2) ns is found. These results indicate that the nanochannel converter is best suited for AEgIS but also that additional and more precise measurements will help to improve the positronium yield in the future.Das Ziel der AEgIS Kollaboration (Antimatter Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy) am CERN ist es, zum ersten Mal eine direkte Messung der Wirkung der Erdbeschleunigung auf Antimaterie mit einer Präzision von 1% durchzuführen. Neutraler Antiwasserstoff ermöglicht diese Messung und wird im Zuge des Experiments über die hocheffiziente Ladungsaustausch-Reaktion von kaltem Antiprotonen-Plasma mit laserangeregtem Rydberg-Positronium umgesetzt. Die Antiwasserstoffatome werden mittels Stark-Beschleunigung zu einem Strahl geformt und auf ein Moiré-Deektometer gelenkt, welches dann die Ablenkung des Strahls auf Grund der Schwerkraft detektiert.
Diese Masterarbeit basiert auf AEgIS Ziel und konzentriert sich auf das Positronensystem, das eine wichtige Komponente des ganzen Experiments ist. Zwei Aspekte werden dabei hauptsächlich behandelt. Zunächst wird das Positronensystem, bestehend aus einer Quelle, zwei Penning-Malmberg Puffergas-Fallen vom Surko-Typ mit einem rotierenden elektrischen Feld und einer Transferlinie zum Hauptapparat oder alternativ zu einer Testkammer, in der Proben untersucht werden können, systematisch auf maximalen Positronengewinn optimiert. Danach werden zwei Positron/Positronium-Konverter zum ersten Mal mit AEgIS Positronensystem mittels Positronen-Annihilation Lebensdauer-Spektroskopie untersucht. Die Optimierung erzielte eine erhebliche Verbesserung der Positronenausbeute (Faktor 10), was eine ergiebigere Positroniumsproduktion ermöglicht. Dies ist nötig, um den Anforderungen der Antiwasserstoffherstellung zu genügen. Entsprechende Maßnahmen sind horizontale und vertikale magnetische Korrekturfelder, die Optimierung der Frequenz und Amplitude der rotierenden elektrischen Felder, eine µ-Metall Abschirmung von störenden umgebenden Magnetfeldern und eine neue Einstellung der Potentiale in den Teilchenfallen und in der Transferlinie. Jetzt ist es möglich, einen kurzen Positronenpuls (20 ns) mit bis zu 5.7 · 107 Positronen innerhalb einer annehmbaren Akkumulationszeit von 10min für Messungen zur Verfügung zu stellen. Die beiden untersuchten Konverter-Targets für die Produktion von Positronium sind einmal ein Aerogel-Target von der NASA und einmal ein Nanokanal-Konverter, hergestellt von der Universität Trento. Die Annihilationsstrahlung des einfallenden Positronenpulses wird mit einem PbF2-Cherenkov-Detektor gemessen und zeigt in beiden Fällen ein langsam abfallendes Signal für etwa 100 ns, was ein Nachweis von Positronium darstellt. Der Nanokanal-Konverter zeigt eine höhere Effizienz und emittiert Positronium mit einer Lebensdauer von (90±2) ns, wohingegen die Ausbeute mit dem Aerogel-Target geringer ausfällt und nur eine Lebensdauer von (59±2) ns gemessen wird. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Nanokanal-Konverter besser für AEgIS' Ziele geeignet ist, aber auch, dass zusätzliche Messungen mit höherer Präzision nötig sind, um die Positroniumsausbeute in Zukunft weiter zu steigern
Structual design and BIM : Analysis of a project implementation using SOFiSTiK and AUTODESK Revit
Get PDFDie neuartige Technologie des Building Information Modelings ist derzeit in der Baubranche in aller Munde. Während die Erwartungshaltungen groß sind, ist der Erfahrungsschatz im Umgang mit dieser Technik noch sehr gering. Um dem entgegen zu wirken wird im Rahmen der Arbeit der Projektablauf mittels BIM in einem Tragwerksplanungsbüro beschrieben, untersucht und bewertet. Als Ergebnis wird eine Effizienzanalyse entwickelt und eine Bewertung getroffen, ob der Umstieg zur BIM-Technologie bei heutigem Stand bereits sinnvoll ist
Ultra-fast movies resolve ultra-short pulse laser ablation and bump formation on thin Molybdenum films
Get PDFFor the monolithic serial interconnection of CIS thin film solar cells, 470 nm molybdenum films on glass substrates must be separated galvanically. The single pulse ablation with a 660 fs laser at a wavelength of 1053 nm is investigated in a fluence regime from 0.5 to 5.0 J/cm². At fluences above 2.0 J/cm² bump and jet formation can be observed that could be used for creating microstructures. For the investigation of the underlying mechanisms of the laser ablation process itself as well as of the bump or jet formation, pump probe microscopy is utilized to resolve the transient ablation behavior
Proceedings of the PhD-Symposium for Applied Sciences 2011 "Innovation in Engineering, Economics and Social Sciences" : September 26-27, 2011, University of Applied Sciences Munich
Get PDFBeiträge zum PhD-Symposium for Applied Sciences 2011
"Innovation in Engineering, Economics and Social Sciences", 26.-27. September 201
Budget holidays in the German travel market : Not just a question of money
Get PDFThe term ‚budget‘ often appears in conjunction with travel and tourism. An analysis of the literature on it shows that there is no clear definition of the term and that it is used in widely different contexts. What all usages of the term ‚budget‘ have in common is the reference to low-cost travel. For the German market, this article shows the funds available for trips and analyses expenditures during holiday trips. Based on the bottom quartiles of expenditures on holiday trips, holiday trips per person and holiday per day per person, a definition of budget holiday trips is given. A closer observation of this group, which without including visits to family or friends makes up 12.9 percent of all holiday trips, shows that it is by no means only households from low-income groups who go on budget holidays. On the contrary, it is above all families and groups who choose destinations not too far away, in particular the North Sea and the Baltic while operators offering package tours with air travel to southern countries scarcely figure in this group, despite their large expenditure on advertising
Der Verbleib von chemischen Additiven : Beschreibung einer Methodik und Systematik zur Evaluierung von Produktionsprozessen
Get PDFBelle, Jürgen; Götz, Bernd (2014): Der Verbleib von chemischen Additiven : Beschreibung einer Methodik und Systematik zur
Evaluierung von Produktionsprozesse
The effect, the dosage and the environmental impact of chemical additives : a systemic approach
Get PDFBelle, Jürgen; Götz, Bernd; Blickenstorfer, Christoph (2013): The effect, the dosage and the environmental impact of chemical additives : a systemic approac