Abstract
Seit Jahrzehnten suchen Experimente nach Dunkler Materie, einem Teilchen, das als Ursache einer Vielzahl astronomischer Beobachtungen gilt. Im Verlauf dieser Suche haben sich Tieftemperaturkalorimeter wie die des CRESST- (Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers) Experiments dahin verbessert, nukleare Rückstoßenergien bis hinab zu circa 10 eV messen zu können. Bei Energien von etwa 200 eV misst CRESST einen bisher unerklärten Untergrund mit einer in Richtung Schwellenwert steil ansteigenden Ereignisrate und derselben Signatur wie eine Teilcheninteraktion. Dieser sogenannte Low-Energy Excess (LEE) erschwert die Nutzung der erreichten niedrigen Energieschwellen deutlich. Da andere Experimente Ähnliches beobachten [1], liegt die Erforschung der Ursachen des LEE zudem im kollektiven Interesse des Forschungsbereiches. Die folgende Arbeit verwendet Daten der Messkampagne Run36 aus der dritten Phase des CRESST-Experiments (CRESST-III) zur Untersuchung der Zeit- und Energieabhängigkeit des LEE. Die resultierende Beschreibung wird für einen Vergleich zwischen den Detektoren und zur Formulierung von Anforderungen an Theorien zur Ursache des LEE verwendet. Daten von dedizierten Tests, für die der Kryostat auf verschiedene Temperaturen aufgewärmt wurde, ermöglichen außerdem die Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des LEE in dieser Arbeit. Diese Arbeit nutzt zur Beschreibung des LEE vor allem ungebinnte zweidimensionale Bayesische Fits, die mit einem selbst entwickelten und auf dem MCMC- (Markov-Chain-Monte-Carlo) Stichproben Paket emcee [2] basierenden Python- Programm durchgeführt werden. Verschiedene Fitmodelle werden dabei mit dem AIC (Akaike Information Criterion) verglichen. Es wird beobachtet, dass der LEE in allen untersuchten Detektoren oberhalb von 40 eV gut durch ein einzelnes Power-Law in der Energie und einer Linearkombination von zwei Exponentialfunktionen in der Zeit beschrieben werden kann. Zudem wird die Hypothese untersucht, dass letztere die Annäherung eines einzelnen Power-Laws sind. Es wird gezeigt, dass die erhaltenen Fitparameter zwischen den Detektoren gut übereinstimmen und der LEE entsprechend nicht signifikant von einer der variierten Detektorcharakteristiken abhängt.
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author
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- Kuckuk, Sarah Nadine
Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
- hdl:10900/165401