KIP - °gTieftemperatur-Teilchendetektoren - Atom- und Kernphysik°eCryogenic particle detection - Atomic and nuclear physics°n

°gAtom- und Kernphysik°eAtomic and Nuclear Physics°n

°g Auch in der Atom- und Kernphysik gibt es vielfältige Anwendungen von Tieftemperaturdetektoren. Hierzu zählt die Suche nach seltenen Zerfällen, wie dem sogenannten neutrinolosen Doppelbetazerfall (Abb 1). Die Beobachtung solcher Ereignisse würde Rückschlüsse auf die Ruhemasse der Elektron-Neutrinos erlauben. Die bisherigen Resultate geben zumindest eine untere Grenze für die Halbwertszeit des neutrinolosen Doppelbetazerfall an und somit eine obere Grenze für die Neutrinomasse. Eine vergleichbare Zielsetzung hat die Beta-Endpunkt-Spektroskopie bei der, das Spektrum der emittierten Elektronen am oberen Ende genau untersucht wird. °e Atomic and nuclear physics are also important fields for the application of cryogenic detectors. One such application is the search after rare events, like the neutrino-less double beta decay (Fig. 1). The observation of such events would allow to draw conclusions on the mass of electron neutrinos. So far the results of the experiments give lower limits for the half-live of the neutrino-less double beta decay and thus a upper limit for the neutrino mass. Similar objectives have beta-endpoint spectroscopy experiments, which measure the spectrum of the emitted electrons at large energies with high precision. °n

University of Zaragoza, °gSpanien°eSpain°n

INFN, °gMailand, Italien)°eMilano, Italy°n

INFN, Genova, °gItalien°eItaly°n

°gAbb. 1: Suche nach dem neutrinolosen Doppelbeta-Zerfall am Beispiel von ¹³⁰Te °eFig. 1: Search for the neutrinoless double beta decay in ¹³⁰Te°n.

°g Einen ganz anderen Hintergrund haben Messungen, der Lamb-Verschiebung von superschweren wasserstoffähnlichen Systemen, wie U⁹¹⁺ die bei der Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in Darmstadt durchführt werden. Von genauen Messungen der Lamb-Verschiebung erhofft man sich Einsichten über Terme höherer Ordnung in der Quantenfeldtheorie. Abb. 2 zeigt des Niveauschema von U⁹¹⁺ und eine Messung der relevanten Übergänge mit hilfe von konventionellen Ionisationsdetektoren. Es besteht die Hoffnung, dass die Auflösung diese Messung mit Hilfe von Tieftemperaturdetektoren mindestens um einen Faktor 10 gesteigert werden kann. °e A different background have experiments in which the Lamb-shift of super-heavy hydrogen-like ions, like U⁹¹⁺ are measured. Such investigations are underway in Darmstadt at the Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI). One expects insight in higher order terms of the quantum field theory (QED) from the precise determination of the Lamb-shift. Fig. 2 shows the level scheme of U⁹¹⁺ and a spectrum measured with conventional ionisation detectors. In the future one would like to apply cryogenic detectors in these measurements, because they promise a much better resolution. °n

GSI, Darmstadt

°gAbb. 2: Niveauschema von U⁹¹⁺ und das entsprechende Spektrum aufgenommen mit konventionellen Ionisationsdetektoren°eFig. 2: Level scheme of U⁹¹⁺ and a spectrum taken with conventional ionisation detectors°n.