04.02.2013

OLYMPUS beendet erfolgreich die Datennahme

Das kernphysikalische Experiment OLYMPUS am DORIS-Beschleuniger hat seine zweite Phase der Datennahme erfolgreich beendet. In einem zweimonatigen Zeitraum bis in den Januar konnten die Wissenschaftler über vier inverse Femtobarn an Elektron-Proton- und Positron-Proton-Kollisionen sammeln. Nachdem im Januar der DORIS-Betrieb endgültig eingestellt wurde, nahmen die Wissenschaftler mit ihrem Detektor noch für einen Monat kosmische Spuren auf, um die Ausrichtung der Detektorkomponenten genauestens zu bestimmen.

Der OLYMPUS-Detektor am DORIS-Speicherring.

Die aus 13 Instituten bestehende internationale OLYMPUS-Kollaboration hat sich zum Ziel gesetzt, die Wechselwirkung von Elektronen und Protonen mit hoher Präzision zu untersuchen. Mit dem Einsatz des OLYMPUS-Detektors an DORIS soll geklärt werden, ob bei deren Zusammenprall ein einziges Kraftteilchen namens Photon oder auch einmal zwei ausgetauscht werden können. Im letzteren Fall sollten sich Unterschiede ergeben, wenn man die Kollisionen von Elektronen und Protonen vergleicht mit denen von Antielektronen, den sogenannten Positronen und Protonen.

Hierfür baute das Team den OLYMPUS-Detekor am DORIS-Beschleuniger auf. In ihm wird durch eine Targetzelle strömendes Wasserstoffgas wechselweise mit Elektronen und Positronen aus DORIS beschossen. Dabei wechselten sie einmal täglich die Sorte der gespeicherten Teilchen. Nach einer ersten vierwöchigen Messzeit im Februar 2012 schlossen die Wissenschaftler jetzt die zweite Datennahme ab. Sie hatten insgesamt vier inverse Femtobarn an Daten gesammelt (inverse Femtobarn ist das übliche Maß für die Anzahl der Teilchenkollisionen in der Teilchenphysik). „Wir hatten in der zweiten Messzeit einen erhöhten Strom des Wasserstofftargets und außerdem einen automatischen Top-Up-Modus, das verschaffte uns eine sehr hohe Datenrate“, resümiert Uwe Schneekloth vom OLYMPUS-Team zufrieden.

Nachdem der DORIS-Beschleuniger am 2. Januar abgeschaltet wurde, nahm OLYMPUS bis heute noch weiter Spuren von kosmischen Myonen auf, die dazu dienen sollen, die Genauigkeit der Auswertung zu verbessern. „Mit Hilfe der Spuren können wir unsere Driftkammern kalibrieren und damit die Teilchenspuren genauer rekonstruieren“, erklärt Jürgen Diefenbach von der Hampton University in Virginia (USA). Nach dem Abschluss Messzeit wird jetzt der Detektor noch einmal optisch vermessen und sein inhomogenes Magnetfeld kartiert. Mit diesen Daten wollen die Wissenschaftler in ihrer endgültigen Analyse der Daten, die jetzt starten kann, Ergebnisse mit einer Ungenauigkeit von höchstens einem Prozent erzielen.