Test der Zeitumkehrinvarianz am D-Koeffizienten des freien Neutronenzerfalls mit Trine:
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INHALTSVERZEICHNIS
ZUSAMMENFASSUNG III
EINLEITUNG 1
1 DER NEUTRONENZERFALL 3
1.1 KINEMATIK DES NEUTRONENZERFALLS. 3
1.1.1 DAS BETASPEKTRUM . 3
1.1.2 FOLGERUNGEN AUS ENERGIE-UND IMPULSERHALTUNG. 5
1.1.3 WINKELKORRELATIONEN IM KINEMATISCHEN MODELL. 6
1.1.4 MONTE-CARLO-SIMULATION DES KINEMATISCHEN MODELLS. 8
1.1.5 DISKUSSION DES KINEMATISCHEN MODELLS . 9
1.2 KLASSISCHE THEORIE DES BETAZERFALLS . 10
1.2.1 AUSWAHLREGELN. 10
1.2.2 DER HAMILTONIAN DES BETAZERFALLS . 11
1.2.3 DIE V-A-THEORIE DER SCHWACHEN WECHSELWIRKUNG. 12
1.3 OBSERVABLEN DES NEUTRONENZERFALLS. 13
1.3.1 LEBENSDAUER DES NEUTRONS RN, FLERZ-INTERFERENZ-KOEFFIZIENT
B
UND ELEKTRON-AN-
TINEUTRINO-KORRELATION
A
. 14
1.3.2 DIE PARITAETSVERLETZENDEN KOEFFIZIENTEN
A
UND
B
. 16
1.3.3 DIE ZEITUMKEHRINVARIANZVERLETZENDEN KOEFFIZIENTEN
D
UND
R
. 16
1.4 NEUTRONENZERFALL IM STANDARDMODELL. 17
1.5
D
-KOEFFIZIENT UND ZEITUMKEHR. 18
2 ZUR MESSUNG DES D-KOEFFIZIENTEN 20
2.1 DETEKTION DER ZERFALLSTEILCHEN . 20
2.2 GRUNDPRINZIPIEN ZUR MESSUNG DER KOEFFIZIENTEN IM NEUTRONENZERFALL .
21
2.2.1 MESSUNG UEBER SPEKTREN. 21
2.2.2 MESSUNG UEBER ZAEHLRATEN. 22
2.3 CHARAKTERISIERUNG DER STATISTIK EINER MESSAPPARATUR. 25
2.4 MONTE-CARLO-SIMULATIONEN. 27
2.4.1 UNKORRELIERTES MODELL ZUR INTEGRATION. 27
2.4.2 JACKSON-MODELL ZUR SIMULATION VON ZAEHLRATEN UND SPEKTREN. 29
2.4.3 FEHLER DER MONTE-CARLO-VERFAHREN. 29
2.5 DETEKTORDESIGN UND SYSTEMATISCHE EFFEKTE. 30
2.5.1 EINFLUSS DES WINKELS ZWISCHEN ELEKTRON-UND PROTONDETEKTOR. 30
2.5.2 KOMPENSIERBARE SYSTEMATISCHE EFFEKTE . 32
2.5.2.1 VON DER ACHSE ABWEICHENDE POLARISATION. 32
2.5.2.2 STRAHLDIVERGENZ ODER GEGENUEBER DER TRANSVERSALEN SPIEGELEBENE
VER
SETZTER EINZELDETEKTOR. 32
V
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/961933968
VI
INHALTSVERZEICHNIS
2.5.23
KOMBINATION AUS STRAHLDIVERGENZ, VON DER ACHSE ABWEICHENDER POLA
RISATION UND VERSETZTEM DETEKTOR. 33
2.5.3 NICHT KOMPENSIERBARE SYSTEMATISCHE EFFEKTE . 34
2.5.3.1 INHOMOGENE DETEKTOREFFIZIENZ . 34
2.5.3.2 STREUUNG DER ZERFALLSTEILCHEN. 35
2.533 NICHTZENTRALER STRAHL. 35
2.5.3.4 INHOMOGENE POLARISATION IM ZERFALLSVOLUMEN . 36
2.5.3.5 FELDDURCHGRIFF. 37
2.5.4 ZEITABHAENGIGE EFFEKTE. 37
2.5.5 ZUSAMMENFASSUNG. 39
2.6 BISHERIGE UND KONKURRIERENDE MESSUNGEN VON D . 39
2.6.1 DIE MESSUNG VON
STEINBERG
ET AL. AM ILL. 39
2.6.2 DIE MESSUNG VON EROZOLIMSKI ET AL. AM KURCHATOV-INSTITUT. 41
2.6.3 DIE MESSUNG VON EMIT AM NIST . 42
2.6.4 APPARATEKONSTANTEN KONKURRIERENDER D-MESSUNGEN. 43
3 DAS
EXPERIMENT TRINE
3.1 DIE MESSAPPARATUR.
3.1.1 TRINE SS UND TRINE.
3.1.2 AUFBAU DES DETEKTORS.
3.1.2.1 ELEKTRONNACHWEIS.
3.1.2.2 PROTONNACHWEIS.
3.1.2.3 DETEKTORGEOMETRIE UND BEZEICHNUNGEN.
3.1.2.4 MAGNETISCHES FUEHRUNGSFELD.
3.1.2.5 VAKUUMSYSTEM.
3.1.2.6 KUEHLUNG.
3.1.3 DATENAUFNAHMESYSTEM.
3.1.3.1 TRIGGERSYSTEM.
3.1.3.2 DATENAUFNAHME.
3.1.3.3 STEUERUNG UND MONITORING.
3.1.3.4 TRIGGERRATEN UND TOTZEIT.
3.1.4 STRAHLFUEHRUNG UND POLARISATION.
3.1.4.1 POLARISATOR.
3.1.4.2 REALISIERTE STRAHLFUEHRUNG.
3.1.4.3 BLENDENSYSTEM.
3.1.4.4 MAGNETISCHE FUEHRUNGSFELDER, SPINFLIPPER.
3.1.4.5 POLARISATION .
3.1.4.6 STRAHLPROFILE.
3.2 ABLAUF DER STRAHLZEIT AM DLL.
3.3 DIE APPARATEKONSTANTEN VON TRINE.
3.3.1 VORBETRACHTUNGEN UND BEZEICHNUNGEN.
3.3.2 BERECHNUNGSVERFAHREN.
3.3.3 THEORETISCHE SPEKTREN.
3.3.4 THEORETISCHE TREFFERWAHRSCHEINLICHKEITEN.
3.3.5 REDUZIERTE APPARATEKONSTANTEN .
3.4 VERFAHREN ZUR DATENANALYSE.
3.4.1 AUFBEREITUNG DER ROHDATEN.
3.4.1.1 DATENREINIGUNG UND SORTIERUNG NACH SPINS . . . .
3.4.1.2 DATENKOMPRIMIERUNG, ERSTELLUNG VON STICHPROBEN
3.4.2 BERECHNUNG DER ASYMMETRIE FUER EINE DETEKTORKOMBINATION .
45
45
45
47
47
48
49
50
52
52
52
53
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60
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63
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68
69
70
71
72
74
75
75
75
76
INHALTSVERZEICHNIS
VII
3.4.2.1 BESTIMMUNG DER PEAKFLAECHEN IN DEN FLUGZEITSPEKTREN. 76
3.4.2.2 BERECHNUNG DER ASYMMETRIEN. 78
3.4.2.3 TEST AUF SYSTEMATISCHE DRIFTS UND ZUSAMMENFASSUNG DER
ASYMMETRIEN
VERSCHIEDENER STICHPROBEN . 79
3.4.3 KOMBINATIONEN DER ASYMMETRIEN DER DETEKTORKOMBINATIONEN,
BERECHNUNG VON D 80
3.5 ERGEBNISSE DER DATENANALYSE. 81
3.5.1 STABILITAET DER MESSUNG. 81
3.5.2 QUALITAET DES UNTEIGRUNDSFITS. 83
3.5.3 SPEKTREN . 84
3.5.4 TESTS DER SYSTEMATIK. 85
3.5.4.1 VERSCHIEDENE BERECHNUNGEN VON
D. 85
3.5.4.2 UNTERGRUND UND ZAEHLRATEN. 86
3.5.4.3 DIE KOMBINIERTE ASYMMETRIE AV (J). 89
3.5.4.4 ABSCHAETZUNG VON
PX UND PY . 90
3.5.4.5 DIE KOMBINIERTE ASYMMETRIE AVI(Z). 90
3.5.4.6 ABSCHAETZUNG DES SYSTEMATISCHEN FEHLERS AUS DER
STRAHLVERSCHIEBUNG . 92
3.5.4.7 ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION . .'. 92
3.5.5 BERECHNUNG VON D. 94
3.6 DISKUSSION UND AUSBLICK. 95
A CHARAKTERISIERUNG DER DETEKTORKOMPONENTEN 99
A.L ELEKTRONDETEKTOREN. 99
A.L.L JUSTIERUNG FUER DIE SZINTILLATOREN . 99
A.1.2 FITFUNKTION ZUR KALIBRIERUNG DER ELEKTRONDETEKTOREN .100
A.1.3 BESTIMMUNG DER NACHWEISEFFIZIENZ DER DRAHTKAMMEM.101
A.1.4 ENERGIEKALIBRIERUNG UND ENERGIEAUFLOESUNG DER SZINTILLATOREN.103
A.1.5 HOMOGENITAET DER ELEKTRONDETEKTOREN.104
A.1.6 LINEARITAET.106
A.2 PROTONNACHWEIS.107
A.2.1 FOKUSSIERUNG.107
A.2.2 PIN-DIODEN.109
A.2.3 ZEITAUFLOESUNG DER FLUGZEITMESSUNG .109
A.3 MAGNETISCHES FUEHRUNGSFELD.110
B SIMULATIONEN ZUR OPTIMIERUNG DER STRAHLFUEHRUNG 112
C BESTIMMUNG DER POLARISATION 114
D FIT UND FEHLERBEHANDLUNG DES UNTERGRUNDS 117
E SOFTWARE 120
E.L DAS PROGRAMM INTEGRATE.120
E.2 DAS PROGRAMM TRINE.122
LITERATURVERZEICHNIS 122
ABBUEDUNGSVERZEICHNIS 129
TABELLENVERZEICHNIS 131
DANKSAGUNG
132 |
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