Johannes Gutenberg Universität MainzFachbereich 08 > Physik > Physikforschung > Institute & Forschungseinrichtungen > Institut für Kernphysik > Beschleuniger MESA & Experimente

Im Rahmen des Exzellenzclusters PRISMA + ensteht auf dem Gelände des Instituts für Kernphysik der Elektronenbeschleuniger MESA.
Er befindet sich aktuell noch im Bau.

Im Beschleuniger MESA (Mainz Energy-Recovering Superconducting Accelerator) werden Elektronen zunächst mit Hilfe des Linearbeschleunigers MAMBO auf eine Energie von 5 MeV vorbeschleunigt, bevor sie in den Hauptbeschleuniger eintreten und dort je nach Betriebsmodus auf bis zu 155 MeV beschleunigt werden. Das besondere an MESA ist, dass der Beschleuniger das erst vor einigen Jahren entwickelte Konzept der Energierückgewinnung (engl. Energy Recovery Linac, ERL) realisiert. D.h. mit Hilfe sogenannter supraleitender Hohlraumresonatoren kann die Energie eines Großteils der beschleunigten Elektronen wieder zurückgewonnen werden, wodurch MESA im Vergleich zu konventionellen Beschleunigern deutlich energieeffizienter arbeitet und insbesondere mit der netto-eingesetzten Energie eine extrem hohe Strahlintensität erreichen kann: Bis zu 6*1016 Elektronen pro Sekunde (entsprechend 10 Milliampere Elektronenstromstärke) werden auf die zu untersuchende Probe treffen und damit die Chance zur Detektion sehr seltener Ereignisse erhöhen. Zudem wird MESA eine sehr hohe Strahlqualität aufweisen, da die Energie aller Elektronen sehr homogen ist. Zusammengenommen, wird MESA optimale Bedingungen liefern um Experimente mit sehr hoher Präzision -z.B. bezüglich der Energieauflösung oder der Ereignisrate- durchzuführen.

Eine Visualisierung finden Sie auch in folgendem Erklärvideo.

Prof. Kurt Aulenbacher
aulenbac@uni-mainz.de
+49 6131 39 25804

Am MAGIX Experiment (MAinz Gas Injection Target Experiment) werden Elektronen-Streuexperimente an Proben in Form eines Gasjets durchgeführt. Die gestreuten Elektronen werden mit Hilfe zweier Spektrometer detektiert. Zusätzlich können die zurückgestreuten Gasteilchen mit Hilfe eines Silicon Strip Detectors detektiert werden.

  • Gas Jet Target
  • Zwei magnetische Spektrometer mit Driftkammer (TPC) und Trigger Veto System
  • Silicon Strip Detector

Mehr Informationen zur Forschung bei MAGIX finden Sie auf der Website der MAGIX-Kollaboration

Am Experiment DarkMESA wird nach Teilchen der dunklen Materie gesucht. Hierzu werden Nebenprodukte untersucht, die bei der Durchführung von Messungen im P2-Experiment entstehen, wenn die Elektronen hinter dem P2-Aubau am Strahlblocker gebremst werden.

  • Kalorimeter
  • Veto-Detektor System mit ca. 80 Plastik-Szintillatoren

Mehr Informationen zur Forschung bei DarkMESA finden Sie auf der Website der MAGIX-Kollaboration

Am Experiment P2 wird der Schwache Mischungswinkel untersucht, der einen fundamentalen Parameter im Standardmodell der Teilchenphysik darstellt. Hierzu werden elastische Streuprozesse bei moderatem Impulsübertrag zwischen spin-polarisierten Elektronen und unpolarisierten Proben durchgeführt.

  • Integrierendes magnetisches Spektrometer mit Cherenkow-Detektoren
  • Spurendetektor
  • Präzisions-Strahlpolarimetrie
  • Rückwärtiger Segelspurdetektor mit Micromegas-Technologie

Mehr Informationen zur Forschung bei P2 finden Sie auf der Website der P2-Kollaboration