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Datenanalyse des Sonnenneutrinoexperiments GALLEX

Kaether, Florian

English Title: Data analysis of the solar neutrino experiment GALLEX

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Abstract

Datenanalyse des Sonnenneutrinoexperiments GALLEX Das GALLEX-Experiment hat zwischen 1991 und 1997 den Fluss solarer Neutrinos oberhalb einer Energie von 233 keV gemessen. Gegen Ende von GALLEX und während des Nachfolgeexperiments GNO wurden einige der verwendeten Zählrohre neu und mit höherer Genauigkeit geeicht. In den veröffentlichten Ergebnissen wurden diese Werte jedoch noch nicht berücksichtigt. Ferner beruht die bisherige Datenanalyse auf einer relativ einfachen Methode der Ereignisauswahl, die nur einen geringen Teil der in den aufgezeichneten Signalen enthaltenen Informationen verwendet. Ziel dieser Arbeit ist es, durch eine neue Pulsformanalyse den vollständigen Informationsgehalt zu nutzen, um damit eine bestmögliche Auswertung von GALLEX und der dazu gehörenden Quellexperimente unter Berücksichtigung der aktuellen Eichergebnisse durchzuführen. Die existierenden Programme zur GALLEX-Datenanalyse basieren auf einem veralteten Betriebssystem und konnten nicht auf moderne Betriebssysteme übertragen werden. Deshalb wurden alle benötigten Routinen zum Einlesen der Rohdaten, Analysieren der Ereignisse und Auswertung mit der Maximum-Likelihood-Methode neu programmiert. Die Entwicklung einer Pulsformanalyse wird durch die Überlagerung der Daten durch Störungen erheblich erschwert. Die in dieser Arbeit vorgestelle Methode beruht auf einer Entfaltung der Pulse durch ein theoretisches Mustersignal, wodurch man Informationen über die im Zählrohr vorhandene Ladungsverteilung erhält. Diese Methode erweist sich als ausreichend robust gegenüber Störeinflüssen und ermöglicht eine verbesserte Untergrunddiskriminierung. Die auf der Pulsformanalyse basierende Auswertung von GALLEX ergibt [ 73.1 (+6.1) (-6.0) (stat.) (+3.7)(-4.1)(syst.) ] SNU, wodurch der Fehler im Vergleich zu dem bisher veröffentlichten Ergebnis leicht reduziert werden konnte. Ein weiterer Teil der vorliegenden Arbeit ergibt sich aus der Mitarbeit am BNO-LNGS-Experiment im Gran Sasso Labor.

Translation of abstract (English)

Data analysis of the solar neutrino experiment GALLEX From 1991 to 1997, the GALLEX experiment measured the solar neutrino flux above an energy threshold of 233 keV. Towards the end of GALLEX and during the follow-up experiment GNO some of the proportional counters were calibrated in a more precise way, but these new values were not considered yet in the published results. Furthermore, the former event selection is based on a relatively simple method and uses only a small part of the given information. The aim of this work is to use all available informations with a new pulse shape analysis and to analyse GALLEX and the included source experiments in the best possible way taking into account the new calibration results. The existing programs of the GALLEX-analysis are based on an antiquated operating system, so it was not possible to install them on a modern operating system. For this reason all the necessary routines for reading and analysing data and for the maximum-likelihood-analysis were newly written. The development of a pulse shape analysis is complicated by a noise overlap on the data. This work presents a method based on a deconvolution of the pulses by a theoretical standard pulse, giving information on the charge distribution inside the counter. This method shows an adequate robustness concerning the noise and provides an improved background discrimination. The data analysis based on the pulse shape analysis leads to a GALLEX result of [ 73.1 (+6.1) (-6.0) (stat.) (+3.7)(-4.1)(syst.) ] SNU and has a slightly smaller error compared to the published result. A further part of this work stems from the collaboration with the BNO-LNGS-experiment.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Hampel, Professor Wolfgang
Date of thesis defense: 25. July 2007
Date Deposited: 16. Aug 2007 11:01
Date: 2007
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Nuclear Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Neutrino, Sonne, Gallium, Gallex-Experiment, Neutrinofluss, Neutrinooszillation
Uncontrolled Keywords: GNO , GALLEXsun , solar , neutrino
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