KIP publications

 
year 2015
author(s) Simon Robert Müller
title Moiré Deflectometer for Charged Particles
KIP-Nummer HD-KIP 15-118
KIP-Gruppe(n) F17,F24
document type Masterarbeit
Abstract (de)

Die vorliegende Arbeit untersucht grundlegende Anforderungen an ein Talbot-Lau Interferometer mit Protonen  zur weiteren Durchführung mit Antiprotonen. Zu diesem Zweck wird das klassische Gegenstück eines Talbot-Lau Interferometers verwendet, das sogenannte moiré Deflectometer. Es besteht aus drei Gittern und einem ortsaufgelösten Detektor, welche es möglich machen Kräfte auf Teilchen zu messen. Darüber hinaus birgt es die Möglichkeit mit einem verstellbaren magnetischen Feld, das Energiespektrum eines gladenen Teilchenstrahls zu bestimmen. Diese Besonderheit wird ausgenutz um die Protonenquelle für das Interferometer vollständig zu beschreiben. Das Auflösungsvermögen des Detektors spielt eine weitere entscheidende Rolle für die Interferometrie. Hierzu kann mit verschiedenen Gittereinstellungen des Deflectometers  das maximale Auflösungsvermögen des verwendeten Dektors abgeschätzt werden. Zuletzt, wird das Deflectometer mit verschiedenen Arten von geladenen und neutralen Teilchen verwendet. Dabei zeigen wir die Möglichkeit auf, statische elektrische und magnetische Felder zu messen. Mit den beschriebenen Ergebnissen geben wir einen Ausblick auf das geplante Protoneninterferometer und dies bezüglich treffende Verbesserungen.

Abstract (en)

This thesis investigates crucial prerequisites for a Talbot-Lau interferometer with protons and its further implementation with antiprotons. For this purpose, one uses the classic counterpart of a Talbot-Lau interferometer, the so called moiré deflectometer, which consists of three gratings and a 2D-imaging detector. This device is used to estimate forces that act on a particle beam, which pass through the gratings. Moreover, with a tunable magnetic field, the deflectometer proves to be a useful device to evaluate the mean energy and the energy spread of a charged particle beam. This feature has been employed to fully characterize the proton source which will be used for interferometry. The resolution of the position-sensitive detector plays an equally important role in the measurement. The maximum resolution is estimated by using different setups of the gratings' alignment. Finally, the deflectometer is used with different kinds of charged and neutral particles. This is how we demonstrate the possibility of probing static electric and magnetic fields within the setup. The results obtained are then used to improve the design of the proton interferometer.

 

bibtex
@mastersthesis{MuellerMaster2015,
  author   = {Simon Robert Müller},
  title    = {Moiré Deflectometer for Charged Particles},
  school   = {Universität Heidelberg},
  year     = {2015},
  type     = {Masterarbeit}
}
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