Title (eng)
Design and setup of a high resolution X-ray detector system to study strong interaction induced width and shift of the 1s ground state of kaonic deuterium
Author
Carolina Berucci
Advisor
Johann Zmeskal
Assessor
Kai Thomas Brinkmann
Angels Ramos
Abstract (deu)
Eine erste Messung von kaonischem Deuterium (E57) wird am K1.8BR Strahl der J-PARC Beschleunigeranlage geplant. Das Ziel dieses Experiments ist sowohl Verschiebung und Breite des K-d 1s-Zustandes mit einer Genauigkeit von 60 eV beziehungsweise 140 eV zu messen. Zusammen mit den Messdaten von kanonischen Wasserstoff kann damit die Abhängigkeit Antikaon-Kern- Streulänge vom Isospin a(I=0) bzw. a(I=1) bestimmt werden.
Eine detaillierte Monte-Carlo-Simulation wurde von mir durchgeführt zur Optimierung der Apparatur um eine entscheidende Verbesserung des S/N Verhältnisses zu erzielen und die wesentlichen Parameter für das Design des hochauflösenden Röntgendetektors zu bestimmten. Zusätzlich arbeitete ich an der Charakterisierung der Silikon Drift Detektoren, welche erstmals in einer Teststrahlzeit zur Optimierung der Kaon-Stoppdichte in Materialien mit niedriger Dichte eingesetzt wurden. Letztendlich präsentiere ich die Analyse der Verschiebung und Verbreitung des 2p-Zustandes (bestimmt durch die Messung 3d-2p Übergangs) in kaonischem Lithium, hervorgerufen durch die Starke Wechselwirkung.
Abstract (eng)
A first measurement of kaonic X-rays (E57) is going to be performed at the K1.8BR beamline at J-PARC. The experiment aims to measure the shift and width of the K-d 1s state with an accuracy of 60 eV and 140 eV respectively. These results together with the kaonic hydrogen data will permit the determination of the isospin dependent antikaon-nucleon scattering lengths a(I=0) and a(I=1).
I performed a detailed Monte Carlo study to improve the setup response in terms of S/N ratio and delivered the necessary boundaries for an optimal design of the high resolution detector. On the hardware side I worked on the characterization of Silicon Drift Detectors, which were used for a first test beam time to optimise the kaon stopping density in low density materials. In addition, the analysis of the strong interaction induced 2p shift and width (measured via the 3d-2p transition) of kaonic lithium will be presented.
Keywords (eng)
Kaonic atomslow-energy QCDantikaon-nucleon physicsX-ray detectorMonte Carlo simulation
Keywords (deu)
kaonische AtomeNiederenergie-QCDAntikaon-Nukleon Physikhochauflösender RöntgendetektorMonte Carlo Simulation
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1340309
rdau:P60550 (deu)
VI, 66, ix Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
83
Study plan
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Physik)
[UA]
[796]
[605]
[411]
Association (deu)
Title (eng)
Design and setup of a high resolution X-ray detector system to study strong interaction induced width and shift of the 1s ground state of kaonic deuterium
Author
Carolina Berucci
Abstract (deu)
Eine erste Messung von kaonischem Deuterium (E57) wird am K1.8BR Strahl der J-PARC Beschleunigeranlage geplant. Das Ziel dieses Experiments ist sowohl Verschiebung und Breite des K-d 1s-Zustandes mit einer Genauigkeit von 60 eV beziehungsweise 140 eV zu messen. Zusammen mit den Messdaten von kanonischen Wasserstoff kann damit die Abhängigkeit Antikaon-Kern- Streulänge vom Isospin a(I=0) bzw. a(I=1) bestimmt werden.
Eine detaillierte Monte-Carlo-Simulation wurde von mir durchgeführt zur Optimierung der Apparatur um eine entscheidende Verbesserung des S/N Verhältnisses zu erzielen und die wesentlichen Parameter für das Design des hochauflösenden Röntgendetektors zu bestimmten. Zusätzlich arbeitete ich an der Charakterisierung der Silikon Drift Detektoren, welche erstmals in einer Teststrahlzeit zur Optimierung der Kaon-Stoppdichte in Materialien mit niedriger Dichte eingesetzt wurden. Letztendlich präsentiere ich die Analyse der Verschiebung und Verbreitung des 2p-Zustandes (bestimmt durch die Messung 3d-2p Übergangs) in kaonischem Lithium, hervorgerufen durch die Starke Wechselwirkung.
Abstract (eng)
A first measurement of kaonic X-rays (E57) is going to be performed at the K1.8BR beamline at J-PARC. The experiment aims to measure the shift and width of the K-d 1s state with an accuracy of 60 eV and 140 eV respectively. These results together with the kaonic hydrogen data will permit the determination of the isospin dependent antikaon-nucleon scattering lengths a(I=0) and a(I=1).
I performed a detailed Monte Carlo study to improve the setup response in terms of S/N ratio and delivered the necessary boundaries for an optimal design of the high resolution detector. On the hardware side I worked on the characterization of Silicon Drift Detectors, which were used for a first test beam time to optimise the kaon stopping density in low density materials. In addition, the analysis of the strong interaction induced 2p shift and width (measured via the 3d-2p transition) of kaonic lithium will be presented.
Keywords (eng)
Kaonic atomslow-energy QCDantikaon-nucleon physicsX-ray detectorMonte Carlo simulation
Keywords (deu)
kaonische AtomeNiederenergie-QCDAntikaon-Nukleon Physikhochauflösender RöntgendetektorMonte Carlo Simulation
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1340310
Number of pages
83
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