PhD defense Rolf Schön @ UvA

1 juli 2015

Promotiebericht
Nikhef, 30-6-2015

XAMS – ontwikkeling van vloeibaar xenon detectortechnologie voor de zoektocht naar donkere materie

Rolf Schön, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift woensdag 1 juli 2015 aan de Universiteit van Amsterdam.

Een van de meest kansrijke detectortechnologieën om donkere materiedeeltjes op te speuren zijn vaten (TPC genoemd) die met vloeibaar en gasvormig xenon gevuld zijn. Zo’n hypothetisch donkere materiedeeltje zou met atomen van een detectormateriaal kunnen botsen en een deel van zijn energie afgeven. Deze energie zal meetbaar zijn als rechtstreeks lichtsignaal (S1) en een later lichtsignaal (S2), nadat de vrijgemaakte electronen door een elektrisch veld naar de gaslaag getrokken zijn. Het bestaan van donkere materie is tot nu alleen voorspeld. Twijfels kunnen alleen door de detectie van een donkere materiedeeltje weggenomen worden. Zelfs met de meest gevoelige detectoren (gevuld met meer dan 100 kg vloeibaar xenon) is er nog geen bewijs voor donkere materie buiten kijf. Om de gevoeligheid van toekomstige xenongevulde detectoren te verbeteren werd in dit proefschrift onderzocht of de GridPix detector een alternatief voorsteld voor de detectie van het S2 signaal. GridPix bestaat uit materialen die minder radioactief zijn dan de gebruikelijke fotobuizen. Dit zou de hoeveelheid van achtergrondsignalen kunnen reduceren zodat de detector gevoeliger wordt voor signalen van weinig energie. Echter bleek uit dit onderzoek dat GridPix in extreem zuiver xenon bij deze temperaturen rond de -90°C niet stabiel genoeg functioneert. Om de kansen van andere detectortechnologieën te testen en voor gedetailleerd onderzoek van de eigenschappen van xenon werd de eerste Nederlandse xenongevulde detector op het Nikhef gebouwd: XAMS, een xenonfaciliteit in Amsterdam. Verbeteringen naar aanleiding van kalibratiemetingen maken XAMS een waardevolle testomgeving voor toekomstige zoektochten naar donkere materie.

XAMS – development of liquid xenon detector technology for dark matter searches (pdf)

De promotie vindt plaats op woensdag 1 juli 2015, om 11.00 in de Aula van de Universiteit (Oude Lutherse kerk), Singel 411, Amsterdam.

Promotor: prof. dr. ir. E.N. Koffeman
Co-Promotores: dr. M. Alfonsi en dr. N.A. van Bakel

Contact: Rolf Schön