Promotionsvortrag Physik: „Characterization of the mDOM light detection and signal processing system for the IceCube Upgrade“

Ankündigung des Promotionsvortrags von: Frau Judith Schneider

Das IceCube Neutrino Observatory (IceCube) ist ein kubikkilometer großer Neutrinodetektor, wel-cher im Gletscher des Südpols installiert ist. In naher Zukunft wird Icecube um das IceCube Up-grade erweitert. Diese Dissertation konzentriert sich auf Charakterisierungsmessungen verschie-dener Komponenten des multi-PMT Digital Optical Module (mDOM) für das IceCube Upgrade. Das mDOM ist ein neuartiges optisches Modul, welches 24 kleiner sogenannter photomultiplier tubes (PMTs) anstelle eines großen verwendet. Die meisten Messungen wurden während der Entwicklungsphase des mDOMs durchgeführt. Die folgenden Komponenten wurden detaillierter charakterisiert: PMTs, Analog-Front-End (AFE) und ein integriertes mDOM. Verschiedene PMT-Typen zweier Hersteller wurden während Massentests von etwa 150 PMTs untersucht.

Basierend auf den Ergebnissen dieser Dissertation wurde der PMT-Typ für das mDOM ausge-wählt, wodurch eine exzellente Richtungs- und Energieauflösung des IceCube Upgrades garan-tiert wird. Weiterhin wurde im Rahmen dieser Dissertation ein Mess-Setup sowie Mess- und Ana-lysemethoden entwickelt, um verschiedene AFE-Designs zu untersuchen. In enger Zusammen-arbeit mit einem Elektronikingenieur wurde schließlich ein AFE-Design entwickelt, welches es nicht nur ermöglicht, auf einzelne Photonen zu triggern, sondern auch den relevanten Energiebe-reich für die Neutrinodetektion mit dem IceCube Upgrade abdeckt. Dieses AFE-Design wurde für die erste Version des Mainboards bei den ersten mDOMs verwendet. Schließlich wurden in dieser Dissertation zwei integrierte mDOMs charakterisiert. Zum ersten Mal wurde ein mDOM bei Tem-peraturen getestet, die während der Detektoroperation des IceCube Upgrade erwartet werden. Es wurde gezeigt, dass die Kühlung des mDOMs gewährleistet ist und das mDOM wie erwartet funk-tioniert. Zusammenfassend trug diese Dissertation dazu bei, mDOMs zu entwickeln und zu bauen, die den Anforderungen im IceCube Upgrade entsprechen.

(Vortrag auf Englisch)

Dem Vortrag schließt sich eine Diskussion von 15 Minuten an. Vortrag und Diskussion sind öffentlich. Diesen Verfahrensteilen folgt ein nicht öffentliches Rigorosum von 45 Minuten.