Inhaltszusammenfassung

Im P2-Experiment am neuen Mainzer Energie-rückgewinnenden Supraleitenden Beschleuniger (eng: Mainz Energy-recovering Superconducting Accelerator, kurz: MESA) soll der elektroschwache Mischungswinkel sin^2 (θ_W), auch Weinbergwinkel genannt, bei kleinem Impulsübertrag (Q^2 = 4,5 × 10^(−3) GeV^2) mit hoher Präzision vermessen werden. Um dabei die angestrebte Genauigkeit des Endergebnisses nicht negativ zu beeinflussen, muss die Polarisation des einfallenden Elektronenstrahls mit einer relative...Im P2-Experiment am neuen Mainzer Energie-rückgewinnenden Supraleitenden Beschleuniger (eng: Mainz Energy-recovering Superconducting Accelerator, kurz: MESA) soll der elektroschwache Mischungswinkel sin^2 (θ_W), auch Weinbergwinkel genannt, bei kleinem Impulsübertrag (Q^2 = 4,5 × 10^(−3) GeV^2) mit hoher Präzision vermessen werden. Um dabei die angestrebte Genauigkeit des Endergebnisses nicht negativ zu beeinflussen, muss die Polarisation des einfallenden Elektronenstrahls mit einer relativen Genauigkeit von ∆P/P ≤ 0,5 % bestimmt werden können. Hierfür muss wiederum die effektive Analysierstärke des Streuprozesses im Polarimeter und der dabei verwendeten Streufolien mit derselben relativen Genauigkeit bekannt sein. Bei konventionellen Mott-Polarimetern mit Streuung an jeweils einer einzelnen Goldfolie, wie zum Beispiel am Mainzer Mikrotron (MAMI), dominieren Ungenauigkeiten in der Auswertemethode und den theoretischen Berechnungen die Unsicherheit des Wertes der effektiven Analysierstärke. Mit dem Doppelt Streuenden Polarimeter (eng.: Double Scattering (Mott-)Polarimeter, kurz: DSP) wird in dieser Arbeit eine alternative Methode zur Streufolien-Kalibration mit Hilfe zweifacher Mott-Streuung präsentiert. Diese verspricht eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der effektiven Analysierstärke, indem sie nur auf den verschiedenen gemessenen Asymmetrien an insgesamt zwei Folien beruht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das DSP erstmals an einer für einen Linearbeschleuniger geeigneten spin-polarisierten Quelle eingesetzt. Die dazu notwendige Spin-Rotation wurde durch einen Wienfilter vorgenommen. Die Möglichkeit sowohl unpolarisierten als auch spin-polarisierten Strahl zur Messung der effektiven Analysierstärke zu verwenden wurde genutzt, was Konsistenzüberprüfungen der Resultate ermöglichte. Dabei zeigten sich relative Fluktuationen der extrahierten Analysierstärken von ± 1,5 %, ein Präzisionsniveau, das den besten etablierten Polarimetern nahe kommt. Weiterhin wurde eine seit langem bestehende scheinbare Diskrepanz zu einer anderen Kalibrationsmethode untersucht und festgestellt, dass diese spezifisch für die Apparatur sein muss und im vorliegenden Aufbau keine Rolle spielt. Trotzdem legt der Befund nahe, dass die Streufolien Untergründe induzierten, welche für die Reduzierung der effektiven Analysierstärke eine größere Rolle spielen als bisher angenommen. Die beobachteten Inkonsistenzen könnten so erklärt und - neben einer Reihe anderer systematischer Unsicherheiten, deren relative Größen im Bereich zwischen 0,1 % und 1 % liegen - mittelfristig weiter reduziert werden.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Physik