Bachelorarbeiten

 

Mögliche Themen für Bachelorarbeiten (Stand Mai 2022):

  • Charakterisierung von PMT-Signalen für einen mobilen Neutronen-Detektor
    Experimente zur Suche nach Dunkler Materie wie auch nach dem neutrinolosen doppelten Beta-Zerfall befinden sich in Untergrundlaboren, gut abgeschirmt gegen kosmische Strahlung. Aufgrund natürlicher Radioaktivität im Gestein gibt es in Untergrundlaboren allerdings einen nennenswerten Fluss an thermischen und nichtthermischen Neutronen mit kinetischen Energien bis ca. 10 MeV. Diese Neutronen können einen erheblichen Untergrund für Experimente zur Suche nach seltenen Prozessen darstellen.
    Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projekts bauen wir einen mobilen Neutronendetektor für das Untergrundlabor LNGS in Italien. Ein zentrales Element sind hierbei Photomultiplier (PMTs), mit denen die Neutronen-Signale in Szintillatormodulen ausgelesen werden. In dieser Arbeit entwickeln Sie Software zur HV-Versorgung und Auslese von PMTs mit verschiedenen Hardware-Komponenten. In einem Teststand führen Sie Messungen zur Charakterisierung der PMT-Gainkurve durch und entwickeln und testen Auslese-Software für den Gesamt-Detektor.
    Ein gutes Verständnis von Teilchenreaktionen in Detektoren (Vorlesungsniveau) wie auch Grundkenntnisse in der Programmiersprache C++ sind Voraussetzung, Grundkenntnisse in Python und ROOT sind hilfreich. Außerdem wird die Bereitschaft zur intensiven Auseinandersetzung mit dem Thema erwartet und Freude, sich an einem Teststand direkt mit Elektronikkomponenten und Auslese-Software zu beschäftigen.

  • Untersuchung der Spannungsfestigkeit von Elektroden für das DARWIN Experiment
    Das DARWIN Experiment ist in der Planung und soll mit 50 Tonnen Xe nach WIMP-artiger Dunkler Materie und seltenen Neutrino-Signalen suchen. Das Herzstück des DARWIN Experiments wird eine mit flüssigem Xenon gefüllte Driftkammer (time projection chamber, TPC) sein, in der sowohl Szintillationssignale wie auch Sekundärsignale der gedrifteten Elektronen ausgelesen werden. Um möglichst homogene Signaleffizienzen über die gesamte TPC (Durchmesser 2.6m, Höhe 2.6m) zu erreichen, müssen die Elektroden ein möglichst homogenes elektrisches Feld bei hoher Transparenz für die Szintillationsphotonen gewährleisten. Dies stellt extreme Anforderungen an eine technische Realisierung der Elektroden. In dieser Arbeit untersuchen Sie verschiedene Geometrien von Test-Elektroden auf ihre Spannungsfestigkeit in Luft wie auch in flüssigem Stickstoff in einem speziellen Teststand.
    Ein gutes Verständnis von Teilchenreaktionen in Detektoren (Vorlesungsniveau) wie auch Grundkenntnisse in der Programmiersprache C++ sind Voraussetzung, Grundkenntnisse in Python und ROOT sind für die Analyse der aufgenommenen Daten hilfreich. Sie sollten Freude am Experimentieren haben und auch gerne kommerzielle wie speziell entwickelte Programmpakete (COMSOL, KEMFIELD) anwenden, mit denen Feldkonfigurationen der Testmessungen berechnet werden können.

Für weitere Informationen wenden Sie sich gerne auch direkt an Prof. Dr. Kathrin Valerius oder Dr. Klaus Eitel.