Jahr | 2025 |
Autor(en) | Christian Ritter |
Titel | Charakterisierung eines großflächigen Photonendetektors auf der Suche nach 0νββ |
KIP-Nummer | HD-KIP 25-68 |
Dokumentart | Bachelorarbeit |
Abstract (de) | Die Suche nach dem neutrinolosen Doppelbetazerfall (0νββ) ist wichtig für das Verständnis der Neutrinonatur und Verletzung der Leptonenzahlerhaltung. Die Entdeckung eines solchen Ereignisses würde beweisen, dass Neutrinos ihre eigenen Antiteilchen sind. Die AMoRE-Kollaboration nutzt anorganische Szintillationskristalle, die mit 100Mo angereichert sind, um nach solchen Zerfällen zu suchen. In diesen Kristallen wird ein Großteil der Zerfallsenergie als Wärme freige setzt, während ein geringer Anteil in Form von Szintillationslicht austritt. Das Verhältnis von Wärme zu Szintillationslicht hängt von der Masse des wechselwirkenden Teilchens ab. Durch gleichzeitiges Auslesen des Temperaturanstiegs und des Szintillationslichts kann der mit der Suche nach 0νββ-Ereignissen verbundene Untergrund reduziert werden. Ein integrierter Photon Phonon-Detektor (P2) auf Basis eines metallisch magnetischen Kalorimeters (MMC), der auf einem Silizium-Wafer mikrostrukturiert ist, stellt eine vielversprechende Alternative dar. Er bietet eine verbesserte Zeitauflösung und reduziert den Einsatz passiver Materialien, was dazu beitragen kann, Hintergrundbeiträge zu senken. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein großflächiger Photonendetektor mit einer optimierten Stripline-Geometrie vorgestellt und charakterisiert. Der Detektor wird bei Millikelvin-Temperaturen in einem trockenen Verdünnungskühler betrieben. |
Abstract (en) | The search for neutrinoless double beta decay (0νββ) is important for understanding the nature of neutrinos and lepton number violation. Detecting such an event would prove that neutrinos are their own antiparticles. The AMoRE-collaboration uses inorganic scintillation crystals enriched with 100Mo to search for such decays. In these crystals, a large portion of the decay energy is released as heat, while a smaller portion escapes as scintillation light. The ratio of heat to scintillation light depends on the mass of the interacting particle. By simultaneously reading the temperature rise and scintillation light, the background associated with the search for 0νββ events can be reduced. An integrated photon-phonon detector (P2) based on a metallic magnetic calorimeter (MMC) microfabricated on a silicon wafer represents a promising alternative, offering improved time resolution and reducing passive material usage, which may help to lower background contributions. In this work, a large-area photon detector with an optimized stripline geometry is presented and characterized. The detector is operated at millikelvin temperatures in a dry dilution refrigerator. |
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