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Auswertung des neutrinolosen Doppelbetazerfalls von 76Ge im Heidelberg-Moskau-Experiment mit verbesserten statistischen Methoden

Dietz, Alexander

English Title: Examination of the double beta decay of 76Ge of the Heidelberg-Moscow experiment with improved statistical methods

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PDF, German
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Abstract

Die Untersuchung des neutrinolosen Doppelbetazerfalls erlaubt es, stringente Grenzen auf hypothetische Zerfallsprozesse und somit auf Physik jenseits des Standardmodells zu setzen. Insbesondere sind damit Schlüsse auf die Neutrinomasse möglich. Im Heidelberg-Moskau Experiment wird dafür der Doppelbetazerfall des Germaniumisotops Ge76 untersucht. Da ein Doppelbetazerfall eine sehr große Halbwertszeit besitzt, muss zu seiner Beobachtung die Quellenstärke maximiert und der störende Untergrund minimiert werden. Für eine maximale Quellenstärke und eine hohe Nachweiswahrscheinlichkeit werden fünf Detektoren aus hochreinem Germanium verwendet, welche zu 86% mit Ge76 angereichert sind; sie fungieren aus diesem Grund gleichzeitig als Quelle und als Detektor. Mit 125.5 mol Ge76 besitzt das Heidelberg-Moskau Experiment die größte Quellenstärke aller derzeit messenden $\beta\beta$-Experimente weltweit. Zur Auswertung werden verschiedene statistische Methoden angewendet und verglichen. Die Daten des Heidelberg-Moskau Experiments für den Zeitraum von August 1990 bis Mai 2000 wurden ausgewertet. Diese bestätigen die Existenz des neutrinolosen Doppelbetazerfalls mit einer großen Wahrscheinlichkeit.

Translation of abstract (English)

The examination of the neutrinoless double beta decay allows to set stringent limits on hypothetical decay modes and therefore on Physics Beyond the Standard Model. Especially conclusions on the mass of the neutrino are possible. In the Heidelberg-Moscow-Experiment the double-beta decay of Ge76 is examined. Because double beta decay has a very large half-life it is important to maximize the source strength and to minimize the background. For a maximal source strength and a high detection efficiency five high-purity germanium-detectors are used which consist of enriched Ge76; hence they work as source and detector at the same time. With a source strength of 125.5 mol Ge76 the Heidelberg-Moscow-Experiment possesses the largest source strength at present of all $\beta\beta$-experiments worldwide. Different statistical methods are used and compared. The data of the Heidelberg-Moscow-Experiment from August 1990 to May 2000 has been analyzed. They confirm the existence of the neutrinoless double-beta decay at a large confidence level.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Klapdor-Kleingrothaus, Prof. Dr. Hans-Volker,
Date of thesis defense: 30 April 2003
Date Deposited: 06 May 2003 09:13
Date: 2003
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Dekanat der Fakultät für Physik und Astronomie
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Doppelter Betazerfall, Datenanalyse, Neutrino, Bayes-Verfahren
Uncontrolled Keywords: double beta decay, data analysis, neutrino, bayes-procedure
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