Promotionsvortrag Physik: Simulation and Measurement of Optical Background in the Deep Sea Using a Multi-PMT Optical Module

Okt 13
13. Oktober 2017 11:00 Uhr bis 12:30 Uhr
Raum SR TL 1.140, Physikalisches Institut,

Einladung zum Promotionsvortrag von Herrn Björn Herold:
„Simulation and Measurement of Optical Background in the Deep Sea Using a Multi-PMT Optical Module“

Neutrinoteleskope sind Teilchendetektoren, die Neutrinos außerirdischen Ursprungs messen sollen. Mögliche Quellen sind u.a. Supernovaüberreste, aktive galaktische Kerne, oder der GZK-Effekt. Reagiert ein Neutrino im Detektor, entsteht ein geladenes Lepton, das mit nahezu Lichtgeschwindigkeit weiterfliegt. Dabei entsteht Cherenkovlicht, welches von den Photomultipliern in den optischen Modulen registriert wird. Aufgrund des kleinen Wirkungsquerschnitts sind extrem große Detektoren nötig. KM3NeT ist ein im Aufbau befindliches Neutrinoteleskop, das am Ende mehrere km³ instrumentiertes Volumen besitzen wird. Es wird ein neuartiger Modultyp einsetzt, der – statt eines großen PMT – nun 31 kleine beherbergt. Dies hat u.a. den Vorteil einer größeren sensitiven Fläche und erlaubt eine bessere Untergrundunterdrückung. In der Tiefsee entsteht optischer Untergrund durch Biolumineszenz und radioaktive Zerfälle. Bei letzteren dominiert der Betazerfall von Kalium-40, dessen Aktivität bekannt und konstant ist. Dadurch eignet er sich als Referenz. Um die Eigenschaften des neuen Modultyps vorherzusagen, wurde dieser in einer Computersimulation detailliert reproduziert. Mit simulierten K40-Zerfällen konnten die zu erwartenden Trefferraten und -muster ermittelt werden. Die Qualität der Simulationsergebnisse wurde mit den ersten Daten des ab April 2013 betriebenen Vorserienmoduls verifiziert. Darauf aufbauend erfolgten weitere Analysen, um neue Anwendungsmöglichkeiten des Multi-PMT-Moduls zu testen. (Vortrag auf Deutsch )

Dem Vortrag schließt sich eine Diskussion von 15 Minuten an. Vortrag und Diskussion sind öffentlich. Diesen Verfahrensteilen folgt ein nicht öffentliches Rigorosum von 45 Minuten.