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Von Umzügen und anderen Reisen
No full textTourismus Management Passport Sonderedition 2010: Von Umzügen und anderen Reise
Vom Technologietransfer zur angewandten Forschung und Entwicklung auf hohem Niveau : Ein Rückblick auf die Entwicklung der Forschungsaktivitäten an der Hochschule München im Kontext sich ändernder rechtlicher und politischer Rahmenbedingungen
Get PDFProf. Dr. Christiane Fritze: Vom Technologietransfer zur angewandten Forschung und Entwicklung auf hohem Niveau : Ein Rückblick auf die Entwicklung der Forschungsaktivitäten an der Hochschule München im Kontext sich ändernder rechtlicher und politischer Rahmenbedingungen; Hochschule München – Geschichte und Geschichten, November 201
Novel All-Aluminium Mirrors of the MAGIC Telescope Project and Low Light Level Silicon Photo-Multiplier Sensors for Future Telescopes
Get PDFThe MAGIC II telescope is, after MAGIC I, the second large diameter Cherenkov telescope build in La Palma. Its goal is to detect extraterrestrial gamma-radiation in the energy region from 30 GeV to 30 TeV. Additionally, MAGIC II has been build with the purpose of stereoscopic observation with MAGIC I. Cosmic particles, such as gamma-rays, protons and heavy particles, generate, when hitting the atmosphere, so-called extended air showers. Ultra-relativistic particles of these showers produce Cherenkov light that can be observed by ground-based telescopes during dark, clear nights. These measurements both provide information about the direction of the primary particle and its energy. From the shower image shape one can distinguish the very rare gamma-rays from the much larger hadronic background. The intensity of the Cherenkov radiation scales in first order with energy. Depending on the shower impact parameter the light flux is typically in the order of 100 photons/1 m2 for a 1 TeV shower and an impact value below about 120 m. For impact parameters above 120 m the intensity of the light flux is rapidly dropping as the light originates from the shower halo particles. Therefore, the optical performance as well as the size of the mirror for Cherenkovtelescopes is of great importance, since it is a key element in the detection chain. The optical parameters like the point spread function, the focused reßectivity and the focal length play a major role for recording high quality images. The mirror performance data have to be used for the Monte Carlo Simulation of the MAGIC telescope because it is impossible to test the telescope with calibrated cosmic ‘test sources’, which do not exist. Note that this is an important difference to particle physics experiments where one normally tests detector elements in test beams. Moreover, it is of great importance to assure the mirror’s resistance against the impact of the environmental, such as against dew, rain water or icing. Therefore, a number of measurements were performed to determine the relevant optical parameters and water tightness for the all-aluminium mirror elements of the MAGIC-II telescope. In this thesis the principles and the results of these measurements will be presented. Additionally, in order to improve the light detection efficiency for future telescope, one considered to use so-called Silicon Photo-Multipliers (SiPM) for Cherenkov light detection. One of the most critical parameters of these novel and still experimental semiconductor light detectors with internal gain is the generation of light in the avalanche gain amplification leading to optical crosstalk and preventing to operate SiPMs with high photon detection efficiency (PDE). As the operation parameters of these devices have also to be used for the Monte Carlo Simulation of future Cherenkov telescopes it is important to evaluate the optical crosstalk rate and its impact on the PDE in great detail. The detailed study of optical crosstalk is also part of this diploma thesis and the analysis and results of this study will be presented here.MAGIC II ist nach MAGIC I das zweite Cherenkov-Teleskop großen Durchmessers, das auf La Palma gebaut wurde, um extraterrestrischer Gamma-Strahlung im Energiebereich von 30 GeV bis 30 TeV zu untersuchen. Darüber hinaus wurde es mit dem Ziel gebaut, zusammen mit MAGIC I stereoskopische Beobachtungen vornehmen zu können. Kosmische Gamma-Strahlen und kosmische Teilchen wie Protonen oder schwere Teilchen, erzeugen beim Eintritt in die Erdatmosphäre sogenannte ausgedehnte Luftschauer. Die ultra-relativistischen Teilchen dieser Luftschauer erzeugen wiederum Cherenkov-Licht, das man mit erdgebundenen Teleskopen in dunklen, klaren Nächten beobachten kann. Von dem Cherenkov-Licht kann man sowohl auf die Richtung seines Primärteilchens als auch auf dessen Energie schließen. Außerdem kann man mit Hilfe der Form des detektierten Schauerbildes die seltene Gamma-Strahlung von dem großen hadronischen Hintergrund unterscheiden. Die Intensität der Cherenkov-Strahlung ist in erster Linie proportional zur Energie. Abhängig vom Impact Parameter des Schauers liegt der Lichtfluss eines 1 TeV Schauers mit einem Impact Parameter von 120 Metern typischerweise in der Größenordnung von ungefähr 100 Photonen/ 1 m2. Liegt der Impact Parameter ¨über 120 Metern fällt die Intensität des Lichtflusses sehr schnell ab, da das Cherenkov-Licht durch die Teilchen des Schauerhalos erzeugt wird. Deswegen ist sowohl die optische Güte als auch die Größe des Spiegels eines Cherenkov Teleskops von großer Wichtigkeit, da dieser das Schlüsselelement in der Detektionskette darstellt. Die optischen Parameter wie die Punktspreitzfunktion, die fokussierte Reflektivität sowie die Brennweite spielen eine wichtige Rolle bei der Aufnahme von Schauerbildern hoher Qualität. Anders als in der Teilchenphysik, in der man die Dektetorgüte mit Teststrahlen untersuchen kann, kann man die Güte des MAGIC Teleskops nicht mit einer kalibrierten kosmischen Quelle testen, da solche nicht existieren. Stattdessen wird diese mittels Monte Carlo Simulation untersucht. Hierfür werden die Daten der optischen Spiegelparameter benötigt. Darüber hinaus ist es wichtig, zu gewährleisten, dass der Teleskopspiegel gegen Umwelteinflüsse wie Regenwasser, Eisbildung und Tau resistent ist. Daher wurden mehrere Messungen durchgeführt, um die entsprechenden optischen Parameter der komplett aus Aluminium bestehenden Spiegelelemente des MAGIC Teleskops zu untersuchen und diese auf Wasserdichtigkeit zu prüfen. In dieser Diplomarbeit werden diese Messungen und deren Ergebnisse vorgestellt. Hinsichtlich der Verbesserung der Effizienz der Lichtdetektion wird für zukünftige Cherenkov-Teleskope der Einsatz sogenannter Silizium Photomultiplier (SiPM) zur Detektion von Cherenkov-Licht in Betracht gezogen. Ein sehr kritischer Parameter diese neuartigen Halbleiter Lichtdetektoren, die noch in der Erprobungsphase sind und eine interne Verstärkung besitzen, ist die Lichterzeugung bei der sogenannten Avalanche Gain Amplification, welche optischen Crosstalk zur Folge hat. Dieser verhindert, dass man SiPMs mit hoher Photonendetektionseffizien (PDE) betreiben kann. Da die Betriebsparameter der SiPMs ebenfalls in der Monte Carlo Simulation zukünftiger Cherenkov-Teleskope verwendet werden würden, ist die Untersuchung der optischen Crosstalkrate und dessen genauer Einfluss auf die PDE sehr wichtig. Daher werden in dieser Diplomarbeit eine ausführliche Analyse und die Ergebnisse bezüglich optischen Crosstalks vorgestellt
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Durchblick@HM 2016
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