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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Experimente zur Dunklen Materie
Johannes Veh
1 Juli 2010
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Inhaltsverzeichnis
1 Kandidaten fuumlr dunkle Materie
2 Axion
3 Experimentelle Methoden-WIMPs
4 Experimente-WIMPs
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kandidaten fuumlr dunkle Materie
Dunkle Baryonische Materie
Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Kalte Dunkle Materie
Axion
WIMPs
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Baryonische Materie
Moumlgliche Kandidaten
Braune ZwergeStaubwolkenMACHOs(Massive Astrophysical Compact Halo Object)
httppulsarsternwarteuni-erlangendewilmsteachastrosem_ss10scherlpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Durch Simulationenhohe Geschwindigkeit sorgt fuumlr zu starke Dispersion nach UrknallHeutige Strukturbildung damit nicht erklaumlrbarVerursachen Top-Down-Szenario dh groyumle Strukturen bilden sich vor kleinenGalaxienhaufen rarr Galaxien rarr SterneWiderspricht da Bottom-Up-Szenario als bewiesen gilt
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Axion
Axion
kommt aus QuantenchromodynamikEigenschaften
freie Weglaumlnge 1022m = 10empty der Milchstrayumle
10minus6eV lt ma lt 10minus3eV Stand 2007
Lebensdauer ge 1025s (Alter des Universums 4 3 lowast 1017s)
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat54c_rdax_640x488jpg
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweis Experimente
Light through wall Experimente
Erdgebunden Primako-Teleskope (zB CAST)
Roumlntgen Satelliten Experimente
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
CAST (Cern Axion Solar Telescop)
httpcastwebcernchCASTimagesCAST_ MagnetJPG
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
in nThttparxivorgPS_cachearxivpdf080408043543v2pdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpedelweiss2in2p3frImagesdetect_zoom1png
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
FP Supraleitung
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-1pdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-1pdf
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
wwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-1pdf
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
wwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws04atptalksvbVBpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ergebnisse
Vorlesung Astroteilchenphysik WS0910 Prof Dr Katz
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws08atptalks1CSCSpdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
ANTARES
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Inhaltsverzeichnis
1 Kandidaten fuumlr dunkle Materie
2 Axion
3 Experimentelle Methoden-WIMPs
4 Experimente-WIMPs
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kandidaten fuumlr dunkle Materie
Dunkle Baryonische Materie
Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Kalte Dunkle Materie
Axion
WIMPs
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Baryonische Materie
Moumlgliche Kandidaten
Braune ZwergeStaubwolkenMACHOs(Massive Astrophysical Compact Halo Object)
httppulsarsternwarteuni-erlangendewilmsteachastrosem_ss10scherlpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Durch Simulationenhohe Geschwindigkeit sorgt fuumlr zu starke Dispersion nach UrknallHeutige Strukturbildung damit nicht erklaumlrbarVerursachen Top-Down-Szenario dh groyumle Strukturen bilden sich vor kleinenGalaxienhaufen rarr Galaxien rarr SterneWiderspricht da Bottom-Up-Szenario als bewiesen gilt
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Axion
Axion
kommt aus QuantenchromodynamikEigenschaften
freie Weglaumlnge 1022m = 10empty der Milchstrayumle
10minus6eV lt ma lt 10minus3eV Stand 2007
Lebensdauer ge 1025s (Alter des Universums 4 3 lowast 1017s)
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat54c_rdax_640x488jpg
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweis Experimente
Light through wall Experimente
Erdgebunden Primako-Teleskope (zB CAST)
Roumlntgen Satelliten Experimente
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
CAST (Cern Axion Solar Telescop)
httpcastwebcernchCASTimagesCAST_ MagnetJPG
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
in nThttparxivorgPS_cachearxivpdf080408043543v2pdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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FP Supraleitung
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Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Ergebnisse
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
ANTARES
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kandidaten fuumlr dunkle Materie
Dunkle Baryonische Materie
Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Kalte Dunkle Materie
Axion
WIMPs
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Baryonische Materie
Moumlgliche Kandidaten
Braune ZwergeStaubwolkenMACHOs(Massive Astrophysical Compact Halo Object)
httppulsarsternwarteuni-erlangendewilmsteachastrosem_ss10scherlpdf
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Durch Simulationenhohe Geschwindigkeit sorgt fuumlr zu starke Dispersion nach UrknallHeutige Strukturbildung damit nicht erklaumlrbarVerursachen Top-Down-Szenario dh groyumle Strukturen bilden sich vor kleinenGalaxienhaufen rarr Galaxien rarr SterneWiderspricht da Bottom-Up-Szenario als bewiesen gilt
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Axion
Axion
kommt aus QuantenchromodynamikEigenschaften
freie Weglaumlnge 1022m = 10empty der Milchstrayumle
10minus6eV lt ma lt 10minus3eV Stand 2007
Lebensdauer ge 1025s (Alter des Universums 4 3 lowast 1017s)
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Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweis Experimente
Light through wall Experimente
Erdgebunden Primako-Teleskope (zB CAST)
Roumlntgen Satelliten Experimente
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
CAST (Cern Axion Solar Telescop)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
in nThttparxivorgPS_cachearxivpdf080408043543v2pdf
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpedelweiss2in2p3frImagesdetect_zoom1png
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
FP Supraleitung
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-1pdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-1pdf
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws04atptalksvbVBpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ergebnisse
Vorlesung Astroteilchenphysik WS0910 Prof Dr Katz
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws08atptalks1CSCSpdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
ANTARES
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Baryonische Materie
Moumlgliche Kandidaten
Braune ZwergeStaubwolkenMACHOs(Massive Astrophysical Compact Halo Object)
httppulsarsternwarteuni-erlangendewilmsteachastrosem_ss10scherlpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Durch Simulationenhohe Geschwindigkeit sorgt fuumlr zu starke Dispersion nach UrknallHeutige Strukturbildung damit nicht erklaumlrbarVerursachen Top-Down-Szenario dh groyumle Strukturen bilden sich vor kleinenGalaxienhaufen rarr Galaxien rarr SterneWiderspricht da Bottom-Up-Szenario als bewiesen gilt
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Axion
Axion
kommt aus QuantenchromodynamikEigenschaften
freie Weglaumlnge 1022m = 10empty der Milchstrayumle
10minus6eV lt ma lt 10minus3eV Stand 2007
Lebensdauer ge 1025s (Alter des Universums 4 3 lowast 1017s)
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat54c_rdax_640x488jpg
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweis Experimente
Light through wall Experimente
Erdgebunden Primako-Teleskope (zB CAST)
Roumlntgen Satelliten Experimente
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
CAST (Cern Axion Solar Telescop)
httpcastwebcernchCASTimagesCAST_ MagnetJPG
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
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httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
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httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
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GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
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Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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in nThttparxivorgPS_cachearxivpdf080408043543v2pdf
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Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Szintillations Detektoren
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Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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FP Supraleitung
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Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ergebnisse
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
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Heiyumle Dunkle Materie
Neutrinos
Durch Simulationenhohe Geschwindigkeit sorgt fuumlr zu starke Dispersion nach UrknallHeutige Strukturbildung damit nicht erklaumlrbarVerursachen Top-Down-Szenario dh groyumle Strukturen bilden sich vor kleinenGalaxienhaufen rarr Galaxien rarr SterneWiderspricht da Bottom-Up-Szenario als bewiesen gilt
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Axion
Axion
kommt aus QuantenchromodynamikEigenschaften
freie Weglaumlnge 1022m = 10empty der Milchstrayumle
10minus6eV lt ma lt 10minus3eV Stand 2007
Lebensdauer ge 1025s (Alter des Universums 4 3 lowast 1017s)
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat54c_rdax_640x488jpg
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweis Experimente
Light through wall Experimente
Erdgebunden Primako-Teleskope (zB CAST)
Roumlntgen Satelliten Experimente
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CAST (Cern Axion Solar Telescop)
httpcastwebcernchCASTimagesCAST_ MagnetJPG
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httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
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httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
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GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
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Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
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300000 kms
)2
= wenige keV
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m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
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Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
FP Supraleitung
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-1pdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-1pdf
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
wwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-1pdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
wwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
wwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws04atptalksvbVBpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ergebnisse
Vorlesung Astroteilchenphysik WS0910 Prof Dr Katz
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws08atptalks1CSCSpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
ANTARES
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Axion
Axion
kommt aus QuantenchromodynamikEigenschaften
freie Weglaumlnge 1022m = 10empty der Milchstrayumle
10minus6eV lt ma lt 10minus3eV Stand 2007
Lebensdauer ge 1025s (Alter des Universums 4 3 lowast 1017s)
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat54c_rdax_640x488jpg
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweis Experimente
Light through wall Experimente
Erdgebunden Primako-Teleskope (zB CAST)
Roumlntgen Satelliten Experimente
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
CAST (Cern Axion Solar Telescop)
httpcastwebcernchCASTimagesCAST_ MagnetJPG
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
in nThttparxivorgPS_cachearxivpdf080408043543v2pdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpedelweiss2in2p3frImagesdetect_zoom1png
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
FP Supraleitung
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Ergebnisse
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ANTARES
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
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Nachweis Experimente
Light through wall Experimente
Erdgebunden Primako-Teleskope (zB CAST)
Roumlntgen Satelliten Experimente
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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CAST (Cern Axion Solar Telescop)
httpcastwebcernchCASTimagesCAST_ MagnetJPG
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
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GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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FP Supraleitung
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ergebnisse
Vorlesung Astroteilchenphysik WS0910 Prof Dr Katz
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ANTARES
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
CAST (Cern Axion Solar Telescop)
httpcastwebcernchCASTimagesCAST_ MagnetJPG
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeVogel-Juliapdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
in nThttparxivorgPS_cachearxivpdf080408043543v2pdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpedelweiss2in2p3frImagesdetect_zoom1png
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
FP Supraleitung
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-1pdf
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-2apdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Ergebnisse
Vorlesung Astroteilchenphysik WS0910 Prof Dr Katz
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httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws08atptalks1CSCSpdf
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ANTARES
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwweltderphysikde_imgarticle_largeKATkat55a_rdax_240x126_80jpg
Technische Daten
B = 90Tesla
L = 93Meter
B2L2 asymp 7000T 2m2
T=18 KelvinMessdauer 2 mal 15 Std pro Tag
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Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
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GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
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Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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IonisationSzintillationKryogen
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
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RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
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rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Szintillations Detektoren
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Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
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ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
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Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
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StandortwahlKupfer BleiBeton
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Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
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Wolter-I-Type Teleskop (Prototyp der ABRIXAS-Mission)pn-CCD (Prototyp der XMM-Newton-Mission)
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Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
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300000 kms
)2
= wenige keV
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Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Szintillations Detektoren
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Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
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Neutronen
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Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
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Aktive Abschirmung
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Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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wwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws04atptalksvbVBpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ergebnisse
Vorlesung Astroteilchenphysik WS0910 Prof Dr Katz
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws08atptalks1CSCSpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
ANTARES
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
GECOSAX (GEomagnetic COnversion of Solar Axions to X-rays)
Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
in nThttparxivorgPS_cachearxivpdf080408043543v2pdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
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httpedelweiss2in2p3frImagesdetect_zoom1png
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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FP Supraleitung
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Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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20050____00[12]_astrophys_000_
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Technische Daten
B = 30microTesla
L = 600km
B2L2 asymp 320T 2m2
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WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
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rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
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ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
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Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
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Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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IonisationSzintillationKryogen
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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FP Supraleitung
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K2molminus1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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httpwwwecapphysikuni-erlangendesimkatzws08atptalks1CSCSpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
ANTARES
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Hintergrundstrahlung auf der Nachtseite der Erde (gemessen von Suzaku800ks)Axions Theory Cosmology and Experimental Searches
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Nachweismethoden
IonisationSzintillationKryogen
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
2mv2 =
1
2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
s
300000 kms
)2
= wenige keV
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Ionisations Detektoren
httpwwwastroteilchenphysikdegrakdmcr_scattering_sjpg
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-2apdf
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Szintillations Detektoren
httpwwwmppmumpgde~rwagnerskriptimg679gif
Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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FP Supraleitung
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Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-1pdf
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Laura-2apdf
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Ergebnisse
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-
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WIMPs(Weakly Interacting Massive Particles)
WIMPs
LSP (Lightest Supersymmetric Particle)10 GeV lt m lt 1000 GeVUngeladen (nur schwache Wechselwirkung)
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
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2lowast (wenige GeV) lowast
(300 km
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)2
= wenige keV
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rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
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Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
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Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Neutronen
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Cadmium als Neutronen Absorber
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Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Wieviel Energieuumlbertrag Erwarten wir
Ekin =1
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2lowast (wenige GeV) lowast
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= wenige keV
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rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
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H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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α-β-γ-Strahlung
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Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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Funktionsweise
WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
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FP Supraleitung
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Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
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Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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ANTARES
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
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Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
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- Anhang
-
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Ereignisrate
Erwartete Ereignisrate
RWIMP 011
kgTag
RBody asymp 8000 1saus 14C und 40K Zerfall
RRadon asymp 70001
m2s
rArr aktive und passive Abschirmung gegen Hintergrund noumltig
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Ionisations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus LochpaareDurch Anlegen einer Spannung erzeugen dieseeinen messbaren Strompuls
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Szintillations Detektoren
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WIMP Ruumlckstoyuml erzeugt eminus Lochpaareeminus Wandern zu Aktivator AtomenEmission von Photonen
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ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
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Neutronen
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Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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-
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M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
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Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
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H-haltige Verbindungen zum Moderieren
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Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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T 3
ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
Mcsim 1
T 3
∆T asymp 31microK
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
FP Supraleitung
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-Laura-1pdf
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Vorlesung Experimentelle Techniken WS0910 Prof DrWeber
Entalpie unterscheidet sich in denPhasen
H100 3He gt H65 3He in 4He
Kuumlhlt das System mit∆Q = minus84T 2 J
K2molminus1
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
Passive Abschirmung
Standortwahl als Schutz vor Myonen(3 2 lowast 108mminus2yminus1 kosmischer Flussauf NN)
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-1pdf
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2006dozenten_vortraegeBaudis-
Laura-2apdf
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
Polyethylen [C2H4]n
Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
httpdewikipediaorgwikiCadmium
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Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
EDWLWEISS-II httpedelweiss2in2p3frPresentationImagesgeneralview_edw2png
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Uumlbersicht uumlber laufende Experimente
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Ergebnisse
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ANTARES
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
- Anhang
-
Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
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Anforderung an Szintillator Material
Ezienz im Wandeln von kinetischer Energie in PhotonenTransparenz fuumlr Emittiertes LichtKurze Abklingzeit
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Kryogen Detektoren
Warum messen bei tiefen Temperaturen
c =4π4
5
kbm
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ΘD
ΘD Debye-Temperatur
Beispiel CRESST-Experiment
M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
∆T =∆E
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Neutronen
H-haltige Verbindungen zum Moderieren
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Paran Wachs CnH2n+2
Cadmium als Neutronen Absorber
α-β-γ-Strahlung
StandortwahlKupfer BleiBeton
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Aktive Abschirmung
Myon-Veto
Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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M = 262g(Al3O2) rarr m = 169times 10minus25kg ΘD= 1041K T=15mK∆E = 1keV
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Literaturverzeichnis
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Paran Wachs CnH2n+2
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Aktive Abschirmung
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Plastik GehaumluseNachweis von Myonen durch Cherenkov-LichtSzintillator GehaumluseNachweis durch Szintillation
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Kandidaten fuumlr dunkle MaterieAxion
Experimentelle Methoden-WIMPsExperimente-WIMPs
ANTARES
httpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2008teilnehmer_vortraegeMotz-Holgerpdf
Johannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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CAST httpcastwebcernchCAST
Welt der Physik httpwwwweltderphysikde
DAMA httppeopleroma2infnit~6damawebhomehtml
Axions Theory Cosmology and Experimental SearchesISBN978-3-540-73517-5
Vorlesung Astroteilchen Physik WS0910 Prof Dr Katzhttpwwwecapphysikuni-erlangende~katzws09vat
Homepage Prof Dr Gerhardt Uni Regensburg httpwwwphysikuni-regensburgdeforschungwegscheidergebhardt_lesskripten
Schule fuumlr Astroteilchenphysik der Uni Erlangenhttpwwwastroteilchenschulephysikuni-erlangendeschule2010indexhtml
Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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Literaturverzeichnis
httptimmsuni-tuebingendeListList01aspxrpattern=UT_
20050____00[12]_astrophys_000_
httpwwwscienceblogsdediaxs-rakeuploaddec09wimp-thumb-250x338jpgJohannes Veh Experimente zur Dunklen Materie
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