Verbundprojekt 05H2021 - R&D Detektoren (Axionen) - Entwicklung und Bau eines GridPix-Detektors für BabyIAXO

Abstract

Das Projekt fand im Rahmen des Verbundprojekts "R&D DETEKTOREN (AXIONEN)" der Universitäten Aachen, Bonn und Mainz statt. Ziel des Verbundes war die Entwicklung neuartiger Detektoren zur Suche nach Axionen und Axion-artigen Teilchen. Die Arbeiten finden in enger Zusammenarbeit mit den internationalen Kollaborationen IAXO und MADMAX statt, an denen weitere deutsche und internationale Institutionen beteiligt sind. Die Vorhaben im Verbund haben während der Förderperiode sichtbar dazu beigetragen, dass beide Projekte wesentliche Fortschritte in Richtung Realisierung der Exprimente gemacht haben. Konkretes Ziel des Vorhabens an der Universität Bonn war die Weiterentwicklung von GridPix-Detektoren im Hinblick auf ihren Einsatz als Detektoren für weiche Röntgenphotonen bei geringstmöglichem Untergrund und hoher Nachweiseffizienz. Als Hauptergebnis wurde zum Projektende ein Detektorprototyp fertiggestellt, der ausschließlich aus Materialien besteht, die in einer strahlungsarmen Form beschafft werden können. Der Detektor wurde im Labor getestet und erfüllt die gestellten Anforderungen. Ein Teststand mit aktivem Myonveto wurde konstruiert und teilweise in Betrieb genommen. Des weiteren wurden strahlungsarme Materialien beschafft und charakterisiert, die Entwicklung ultra-dünner Eintrittsfenster vorangetrieben. Es wurden zahlreiche Beiträge zum Gesamtkonzept des Detektors geleistet im Bereich von machine-learning-basierten Rekonstruktionsalgorithmen, der Ende-zu-Ende-Simulation des Gesamtexperiments, der mechanischen Stabilität des Experiments sowie, in Zusammenarbeit mit der Industrie im Bereich des detaillierten Konzepts des supraleitenden Magneten.