Master-Arbeit Themen

Themen für Masterarbeiten

Waveletanalyse der Dipolriesenresonanz in leichten Kernen mit gleicher Proton- und Neutronenzahl

Die Dipolriesenresonanz ist eine elementare Anregungung in Atomkernen. Ihre Eigenschaften wurden in einer Reihe von Kernen mit Massenzahlen 12-40 und gleicher Protonen- und Neutronenzahl mit Hilfe von relativistischer Coulombanregung untersucht. Die hohe Energieauflösung der Experimente zeigt eine ausgeprägte Feinstruktur der Dipolriesenresonanz, die zwei wichtige Arten von Inforamtionen enthält. Zum einen liefert sie Informationen über die dominanten Zefallsmechanismen. Hierzu werden die Spektren mit Hilfe einer Waveletanalyse (einer generellen Technik der Signalverarbeitung mit vielfältigen Anwendungen) untersucht, die es erlaubt, Korrelationen zwischen den beobachteten Strukturen zu identifiezieren. Ausserdem können aus der Stärke der Fluktuationen mit Hilfe einer Autokorrelationsanalyse der Spektren Niveaudichten bestimmt werden.

Das kann man lernen: moderne Techniken der Analyse von physikalischen Daten (Spektren, Zeitreihen)
Ansprechpartner: Prof. Dr. Peter von Neumann-Cosel

Digitale Pulsformanalyse für den Neutronendetektorball

In der Kernphysik ist es in vielen Experimenten nötig, Neutronen zu detektieren. Die dazu verwendeten Flüssigszintillatoren erzeugen jedoch nicht nur beim Eintreffen von Neutronen ein Signal, sondern beispielsweise auch bei Gammas und Alphas. Für Koinzidenzexperimente ist es wichtig zu wissen, welches Teilchen nachgewiesen wurde. Anhand der Pulsform lassen sich die Teilchen voneinander zu unterscheiden. Bisher wurden analoge Diskriminierungsmethoden verwendet, die sich jedoch nicht den wechselnden Umständen anpassen. Weiterhin bedarf es zu Beginn des Experiments viel Zeit und Erfahrung um die Konfiguration einzustellen. Eine neue Methode ist die digitale Pulsformanalyse [1][2].Sie bietet eine große Bandbreite an Möglichkeiten, wie die Detektorsignale verarbeitet werden. Da die Signale digital gespeichert werden, kann im Nachhinein die Auswertung mit veränderten Parametern wiederholt werden, um so die ideale Einstellung zu finden. Ziel dieser Arbeit ist es diese Methode auf den Neutronendetektorball für Koinzidenzexperimente des Typs (e,e'n) am QClam-Spektrometer anzuwenden. Die Herausforderung wird dabei der zu erwartende Gamma-Untergrund sein.

Das kann man lernen: Messtechnik, Neutronendetektion, Programmieren
Ansprechpartner: Maxim Singer, Prof. Dr. Peter von Neumann-Cosel

[1] D.Savran et.al. Pulse shape classification in liquid scintillators using the fuzzy c-means algorithm, NIM Vol. 624 3 675 (2010)
[2] B. Löher, 2008, B.Sc.Theses, Photonen/Neutronen-Diskriminierung mit digitaler Pulsformanalyse, pdf.

Konzeption, Konstruktion und Implementierung einer gleitenden Abdichtung für das QClam-Spektrometer

Die Anbindung des QClam-Spektrometers an die Streukammer durch eine gleitende Abdichtung, eine sogenannte gleitende „sliding seal“ [1], ermöglicht es, den Stellwinkel des Spektrometers ohne Belüftung der Streukammer je nach gewünschten Anregungsenergiebereich stufenlos einzustellen. Ziel dieser technischen Arbeit ist es dafür ein neues Konzept zu entwerfen, den Neubau und die Implementierung durchzuführen, sowie das neue System zu testen.

Das kann man lernen: Vakuumtechnik, CAD Konstruktion
Ansprechpartner: Prof. Dr. Peter von Neumann-Cosel

[1] Michael Kuss: Konstruktion und Aufbau einer Streukammer mit gleitender Abdichtung für das QClAM Spektrometer am neuen supraleitenden Darmstädter Elektronenbeschleuniger S-DALINAC. Diplomarbeit (1990).

Goniometer des QClam-Spektrometers
Goniometer des QClam-Spektrometers

Entwicklung und Inbetriebnahme einer neuen Targetsteuerung für das QClam-Spektrometer

Für koinzidente Messungen an Spektrometern ist es äußerst praktisch und zeitsparend Targets und Detektoren schnell per Fernsteuerung zu wechseln. Die Streukammer des QClam-Spektrometer ist so ausgelegt, dass auch kleine Detektoren auf zwei Ebenen darin platziert werden können. Für die Fernsteuerung werden die Targets und die Detektoren auf einem sogenanten Goniometer montiert. Dieses ist horizontal und vertikal drehbar sowie vertikal verstellbar. Die derzeitige Steuerung ist altersbedingt anfällig für Ausfälle und soll daher komplett erneuert werden.

Das kann man lernen: Konstruktion, Umgang mit Messtechnik, Programmierung
Ansprechpartner: Prof. Dr. Peter von Neumann-Cosel

Elektrische und magnetische Dipolstärke in einem schweren deformierten Kern

Ziel der Arbeit ist die Analyse von Daten eines Protonenstreuexperimentes an dem schweren deformierten Kern 154Sm unter extremen Vorwärtswinkeln. Dies beinhaltet die Rekonstruktion von Impuls und Streuwinkeln aus der Ortsinformation einer Reihe von Vieldrahtdriftkammern, der Konstruktion von Anregungsenergiespektren und der Extraktion der Anteile elektrischer und magnetischer Dipolstärke mit Hilfe einer Analyse der Winkelverteilungen des Wirkungsquerschnittes.

Das kann man lernen: Analyse komplexer Daten, Programmierung, Bedeutung von Dipolanregungen in Kernen für Kernstruktur und Astrophysik
Ansprechpartner: Dr. Andreas Krugmann, Prof. Dr. Peter von Neumann-Cosel