Title (eng)
Energy loss of anti-protons in a positron plasma
Parallel title (deu)
Energieverlust von Anti-Protonen in einem Positronenplasma
Author
Michael Bartel
Advisor
Eberhard Widmann
Assessor
Eberhard Widmann
Abstract (deu)
Das Ziel dieser Masterarbeit ist es den möglichen Zusammenhang zwischen dem Abfall der Anti-Wasserstoff-Erzeugung mit der radialen Expansion der Anti-Protonen in der CUSP Falle des ASACUSA Experimentes (CERN) zu untersuchen. Diese radiale Bewegung wird durch Kollisionen der Anti-Protonen mit dem Positronenplasma verursacht und dadurch verlassen erstere das Plasma und stehen nicht mehr zur Anti-Wasserstoff-Produktion zur Verfügung. Eine qualitative Ermittlung der Zeitskala auf welcher die Expansion stattfindet, wurde unter Anwendung von Monte Carlo Simulationen der Kollisionen der beiden Teilchen in einem starken Magnetfeld erreicht. Dabei kamen die in der CUSP Falle vorherrschenden physikalischen Parameter zur Anwendung um einen Vergleich mit den Messungen der Anti-Wasserstoff-Produktion zu ermöglichen. Das Ergebnis dieser Untersuchung ist, dass die von uns in erster Näherung ermittelte Expansionszeitskala die selbe Größenordnung hat, wie die zugrundeliegende Messung der Produktionsraten. Jedoch sind weitergehende Simulationen von Nöten um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten.
Abstract (eng)
This Masterthesis aims to verify if the radial drift of anti-protons to the outside of the positron plasma is a possible source of the drop in anti-hydrogen production rate in the CUSP trap of the ASACUSA experiment at CERN. The radial drift is caused by energy loss through collisions of the anti-protons with positrons and we use simulations to get a qualitative timescale of this drift to compare to the experimental results. In our approximate approach we investigate isolated collisions of the two particles in a strong magnetic field and use a Classical Trajectory Monte Carlo scheme to arrive at an averaged energy loss rate and furthermore a radial drift time for the anti-proton. The simulation results of the anti-proton drift times have the same order of magnitude, tens of seconds, as the observed anti-hydrogen yield drop, but more extensive studies are necessary to come to a conclusion.
Keywords (eng)
experimental particle physicsplasma physicsCERNASACUSAstrong magnetic fieldscharged particle collisionanti-matter
Keywords (deu)
experimentelle TeilchenphysikPlasmaphysikCERNASACUSAstarke MagnetfelderKollisionen geladener TeilchenAntimaterie
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1348925
rdau:P60550 (deu)
viii, 105 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
141
Association (deu)
Title (eng)
Energy loss of anti-protons in a positron plasma
Parallel title (deu)
Energieverlust von Anti-Protonen in einem Positronenplasma
Author
Michael Bartel
Abstract (deu)
Das Ziel dieser Masterarbeit ist es den möglichen Zusammenhang zwischen dem Abfall der Anti-Wasserstoff-Erzeugung mit der radialen Expansion der Anti-Protonen in der CUSP Falle des ASACUSA Experimentes (CERN) zu untersuchen. Diese radiale Bewegung wird durch Kollisionen der Anti-Protonen mit dem Positronenplasma verursacht und dadurch verlassen erstere das Plasma und stehen nicht mehr zur Anti-Wasserstoff-Produktion zur Verfügung. Eine qualitative Ermittlung der Zeitskala auf welcher die Expansion stattfindet, wurde unter Anwendung von Monte Carlo Simulationen der Kollisionen der beiden Teilchen in einem starken Magnetfeld erreicht. Dabei kamen die in der CUSP Falle vorherrschenden physikalischen Parameter zur Anwendung um einen Vergleich mit den Messungen der Anti-Wasserstoff-Produktion zu ermöglichen. Das Ergebnis dieser Untersuchung ist, dass die von uns in erster Näherung ermittelte Expansionszeitskala die selbe Größenordnung hat, wie die zugrundeliegende Messung der Produktionsraten. Jedoch sind weitergehende Simulationen von Nöten um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten.
Abstract (eng)
This Masterthesis aims to verify if the radial drift of anti-protons to the outside of the positron plasma is a possible source of the drop in anti-hydrogen production rate in the CUSP trap of the ASACUSA experiment at CERN. The radial drift is caused by energy loss through collisions of the anti-protons with positrons and we use simulations to get a qualitative timescale of this drift to compare to the experimental results. In our approximate approach we investigate isolated collisions of the two particles in a strong magnetic field and use a Classical Trajectory Monte Carlo scheme to arrive at an averaged energy loss rate and furthermore a radial drift time for the anti-proton. The simulation results of the anti-proton drift times have the same order of magnitude, tens of seconds, as the observed anti-hydrogen yield drop, but more extensive studies are necessary to come to a conclusion.
Keywords (eng)
experimental particle physicsplasma physicsCERNASACUSAstrong magnetic fieldscharged particle collisionanti-matter
Keywords (deu)
experimentelle TeilchenphysikPlasmaphysikCERNASACUSAstarke MagnetfelderKollisionen geladener TeilchenAntimaterie
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1348926
Number of pages
141
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