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Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Myonzerfall Von Johannes Hauptmann und Tobias Riehle.

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Präsentation zum Thema: "Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Myonzerfall Von Johannes Hauptmann und Tobias Riehle."—  Präsentation transkript:

1 Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Myonzerfall Von Johannes Hauptmann und Tobias Riehle

2 27.10.2015Präsentationstitel2 Gliederung  Ziel des Versuchs  Theorie  Aufbau  Durchführung  Auswertung  Ergebnis  Probleme

3 Ziel  Lebensdauer von Myonen  Masse von Myonen  Kopplungskonstante der schwachen Wechselwirkung  Umgehen mit komplizierten Schaltungen 27.10.2015Präsentationstitel3

4 Theorie  Myonen sind Leptonen  Teilchenmodell 27.10.2015Präsentationstitel4

5 Bild vom Teilchenmodell

6 Theorie  Myonen entstehen aus kosmischer Strahlung  Erreichen die Erde auf Grund relativistischer Bewegung  Zerfallen in Elektronen und Neutrinos  Aus dem Zerfall lässt sich die Masse ermitteln 27.10.2015Präsentationstitel6

7 Bild für kosmische Strahlung

8 Bild für Myonzerfall

9 Theorie  Lebensdauer aus Fermis goldener Regel bestimmen  Aus Masse und Lebensdauer lässt sich Kopplungskonstante berechnen  Kopplungskonstante ist ein Maß für die Stärke der schwachen Wechselwirkung  Berechnung erfolgt mit der V-A Theorie  Für kleine Impulse ist G konstant 27.10.2015Präsentationstitel9

10 Bild Schaltplan

11 Kompletter Aufbau Bild

12

13 Aufbau  Kabel  Verzögerung kann vernachlässigt werden  Anfällig für Berührungen 27.10.2015Präsentationstitel13

14 Bild Aufbau

15 Aufbau  Photomultiplier  „Vervielfacht“ die ankommenden Elektronen  Szintillator  Sendet Impulse aus wenn Zerfall im Tank stattfindet 27.10.2015Präsentationstitel15

16 Bild Photomultiplier und Szintillator

17 Aufbau  Amplifier  Gibt die Signale der PM als Puls aus  Addierer  Addiert die einkommenden Pulse 27.10.2015Präsentationstitel17

18 Bild Amplifier

19 Bild Amplifier und Addierer

20 Aufbau  Delay  Gibt dem Puls eine Verzögerung  Gate  Lässt nur Signale durch die in einem bestimmten Intervall kommen 27.10.2015Präsentationstitel20

21 Bild Gate und Delay

22 Aufbau  Shaping Amplifier  Integriert über das einkommende Signal  Ändert die Polung  MCA  Gibt die Signale an den PC weiter 27.10.2015Präsentationstitel22

23 Bild Shap Amp + MCA

24 Aufbau  Diskriminator  Gibt konstante Ausgangssignale wenn das einkommende eine bestimme Schranke übersteigt  Koinzidenz  Gibt ein summiertes Ausgangssignal wenn beide ein Eingangssignal liefern 27.10.2015Präsentationstitel24

25 Bild Disc und coinc

26 Bild coinc

27 Aufbau  Gate Delay  Verzögert das Signal und verlängert es  Time Unit  Verlängert das Signal 27.10.2015Präsentationstitel27

28 Bild Gate Del und TU

29 Aufbau  Pulser  Gibt einen kontinuierlichen Puls  Tac  Gibt ein Ausgangssignal wenn ein Puls in einer gewissen Zeit kommt 27.10.2015Präsentationstitel29

30 Bild Pulser und Tac

31 Bild Pulser und TAC

32 Durchführung  Messung Pedestal  Messung Photoelektronik  Messung Zeitspektrum  Messung Betaspektrum 27.10.2015Präsentationstitel32

33 Schaltplan Pedestal.

34 Schaltplan Photoelektronik

35 Schaltplan Zeitmessung

36 Schaltplan Betaspektrum

37 Auswertung  Auswertung Pedestal  -> Energieeichung  Auswertung Photoelektronik  -> Energieeichung  Auswertung Zeitmessung  -> Lebensdauer  Auswertung Betaspektrum  -> Masse 27.10.2015Präsentationstitel37

38 Bilder + Graphen zu Pedestal

39 Bilder + Graphen zu Phoroelektronik

40 Bilder + Graphen zu Zeitmessung

41 Bilder + Graphen zu Betapsektrum

42 Auswertung  Fit für β spektrum  Faltung mit verschmiertem Gauß  Lage zu theoretischem Graph 27.10.2015Präsentationstitel42

43 Gliederung  Theorie  Geräte  Aufbau 27.10.2015Präsentationstitel43

44 Theorie  Myonen in Materie  (Energieverlust über Bethe-Bloch) 27.10.2015Präsentationstitel44

45 Theorie  Myonen in Materie  (Energieverlust über Bethe-Bloch)  Massenbestimmung  (durch Impulserhaltung) 27.10.2015Präsentationstitel45

46 Theorie  Myonen in Materie  (Energieverlust über Bethe-Bloch)  Massenbestimmung  (durch Impulserhaltung)  Detektion wegen relativistischer Kinematik 27.10.2015Präsentationstitel46

47 Dirac-Formalismus  Spinoren Psi  Diracgleichung  J = Psi Gamma Psi 27.10.2015Präsentationstitel47

48 V-A-Theorie  4-Fermionen-Puntwechselwirkung  Nutze aus der QED:  Umformulierung zu M = G I I  Operator O verletzt Parität  -> 27.10.2015Präsentationstitel48

49 Aktuelle schwache Wechselwirkung  Fermi verletzt Wahrscheinlichkeitserhaltung  Benötigt zusätzlichen Propagatorterm  V-A gültig für niedrige Energien 27.10.2015Präsentationstitel49

50 Theorie  Theoretische Ergebnisse  m = 105,66 MeV  τ = 2,2 μs 27.10.2015Präsentationstitel50

51 Theoretische Beta-Kurve 27.10.2015Präsentationstitel51

52 Gliederung  Theorie  Geräte  Aufbau 27.10.2015Präsentationstitel52

53 Photomultiplier  Verfielfacht einkommende Photonen  Sendet Elektronen aus 27.10.2015Präsentationstitel53

54 Szintillator  Moleküle durch Myon angeregt  Energie als Photon ausgesandt 27.10.2015Präsentationstitel54

55 Amplifier  Einfache Verstärkung des Signals 27.10.2015Präsentationstitel55

56 Koinzidenzeinheit (AND)  Eingangssignale werden addiert 27.10.2015Präsentationstitel56

57 Geräte  Attenuator (schwächt das Signal ab) 27.10.2015Präsentationstitel57

58 Geräte  Attenuator (schwächt das Signal ab)  Delay (verzögert das einkommende Signal) 27.10.2015Präsentationstitel58

59 Geräte  Attenuator (schwächt das Signal ab)  Delay (verzögert das einkommende Signal)  Linear Gate (das eintreffende Signal wird ausgegeben, wenn das Fenster geöffnet ist; wird als Filter von Signalen genutzt) 27.10.2015Präsentationstitel59

60 Shaping Amplifier  Integriert über das einkommende Signal  Höhe entspricht Ladungsmenge 27.10.2015Präsentationstitel60

61 Discriminator 27.10.2015Präsentationstitel61  Sendet genormte Signale wenn ein Schwellenwert überschritten wird

62 Geräte  Gate Delay (kann Signale verzögern und verlängern) 27.10.2015Präsentationstitel62

63 Geräte  Gate Delay (kann Signale verzögern und verlängern)  Timing Unit (verändert die Länge des Signals) 27.10.2015Präsentationstitel63

64 Geräte  Gate Delay (kann Signale verzögern und verlängern)  Timing Unit (verändert die Länge des Signals)  Kabel 27.10.2015Präsentationstitel64

65 Time to Amplitude Converter  Zeitdifferenz wird in Puslhöhe umgerechnet  Verläuft proportional 27.10.2015Präsentationstitel65

66 Gliederung  Theorie  Geräte  Aufbau 27.10.2015Präsentationstitel66

67 Messungen  Durchflug  Photoelektronenstatistik  Betaspektrum  Zeitspektrum  Pedestal  Untergrund 27.10.2015Präsentationstitel67

68 Photoelektronentatistik 27.10.2015Präsentationstitel68

69 Durchflugspektrum 27.10.2015Präsentationstitel69

70 Betaspektrum / Zeitmessung 27.10.2015Präsentationstitel70

71 27.10.2015Präsentationstitel71


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