Das Dokument beschreibt die Forschungsaktivitäten der Arbeitsgruppe von Prof. Th. Kröll am Institut für Kernphysik der TU Darmstadt, darunter Bereiche wie Kernspektroskopie, Kernreaktionen und die Entwicklung neuer Detektoren. Es werden aktuelle Experimente, z.B. zur Untersuchung neutronenreicher Kerne und zur Wechselwirkung von Nukleonen, sowie Möglichkeiten für Bachelor- und Masterarbeiten vorgestellt. Die Gruppe bietet Studierenden die Gelegenheit zur eigenständigen Forschungsarbeit in einem internationalen Umfeld.

1. Attraktive Physik WS 11/12
Experimentelle Kernphysik
Arbeitsgruppe Prof. Th. Kröll
Arbeitsgebiete
• Kernspektroskopie
- Exotische Kerne
- Evolution der magischen Zahlen
• Kernreaktionen
- Streuexperimente
- Aufbruchreaktionen
• Entwicklung von Detektoren und
Analysemethoden

2. GSI … und in Zukunft FAIR
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung
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3. CALIFA @ R3B
Neue Szintillatormaterialien,
z.B. LaBr3
Co-Quelle
60
CALIFA -
Kalorimeter für
γ-Quanten und
Protonen
Bachelor-Arbeit
C. Henrich (2011)
CsI-Kristalle mit 10 m
m
APD-Auslese
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4. Beispiel für typisches Experiment
Neue magische Zahl N=34 in Neutron-Knockout aus 56Ti
neutronenreichen Kernen? E ≈ 500 MeV/A, Intensität = 1/s
Auf welchem Orbital sitzen die
Valenzneutronen?
Neutronenorbitale
GXFP1A: p1/2

? 40
KB3G: f5/2
∆L=1
∆x ⋅ ∆p ≥
2
34
 38?
∆L=3
28
(Z=22) Longitudinalimpuls [MeV/c]
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5. EXL@ESR … und später FAIR
EXL
Streuexperimente im Ring ESR
gespeicherter Kerne mit einem Gastarget
... Recycling exotischer seltener Kerne!!!
Hochsegmentierter Si-Detektor
• Energie und Streuwinkel
von Teilchen
• Teilchenidentifizierung mit
Pulsformanalyse
• UHV-kompatibel
Typisches Experiment (2012):
1
H(56Ni, 56Ni)1H
Z = N = 28
 Nukleonenverteilung
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6. Aufbruchreaktionen an leichten Kernen
• Elektroneninduzierter Aufbruch leichter Kerne
Supraleitender
• Rückschlüsse auf Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, z.B. Drei-Körper-Kräfte
Elektronenbeschleuniger
S-DALINAC Si-Detektoren Elektronspektrometer
im IKP der TUD
3 − − 2 QCLAM
He(e , e ' p ) H



 
e -  
 

 
 




S-DALINAC
e-’
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7. REX-ISOLDE@CERN
Mont Blanc
Jura Lac Léman Genève
ISOLDE
LHC
Meyrin campus Jura
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8. Experimente bei REX-ISOLDE
Radioaktive Strahlen mit Energien bis 3 MeV/A
MINIBALL
Beispiel: γ-Spektroskopie von 128Cd (Z=48, N=80)
• 12 Neutronen mehr als letztes “stabiles”
Cd-Isotop ... nahe bei r-Prozess-Kern 130Cd
• Vermessung elektromagnetischer
Eigenschaften (B(E2)-Wert, Q2)
... Änderung von Schaleneffekten???
128
Cd: 2+ → 0+
Intensität ≈ 1000/s
24 HPGe-Detektoren
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9. Transfereaktion: 3H(30Mg, 32Mg)1H
T-REX
T-REX@MINIBALL  Analogon zu Knockout-Reaktionen
Siliziumdetektor für N=20 Winkelverteilung der Protonen
geladene Teilchen 
Drehimpulsübertrag ∆L

Orbital / Spinzuordnung
Neutronen oberhalb des
N=20 Abschlusses
∆L=0
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10. … andere Laboratorien
MLL München
KVI Groningen
(Niederlande)
LN di Legnaro (Italien)
RIKEN (Japan)
ILL Grenoble
(Frankreich)
JYFL (Finnland)
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11. Bachelor-Arbeiten
Beispiele aus dem letzten Jahren:
• Charakterisierung von Si-Detektoren für Experimente am S-DALINAC
Anna-Lena Hartig (2010)
• Untersuchung der Temperaturabhängigkeit einer Avalanche Photodiode
Peter Schnauber (2011)
• Messungen mit LaBr3:Ce Szintillatoren gekoppelt an Si-APDs
Corinna Henrich (2011)
Auswahl von aktuell angebotenen Themen
• Entwicklung eines LED-Testsystems für CALIFA
• Test von Szintillationsdetektoren und Ausleseelektronik,
Zeitauflösung von schnellen BaF2- und LaBr3-Kristallen
• Charakterisierung eines Si-Streifendetektors für Experimente am ESR
• Programmierung eines 5 GSamp/s CAEN-Digitizers für Pulsformanalyse
• Optimierung eines ladungsempfindlichen Vorverstärkers für Zeitmessungen
• Zerfallsspektroskopie von 144Xe
… es findet sich für (fast) jedes Interesse ein geeignetes Thema 
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12. Was bieten wir?
• Miniforschung
Hineinschnuppern in den „Forschungsbetrieb“ der Gruppe
… während des Semesters oder in der vorlesungsfreien Zeit
• Bachelor- und Master-Arbeiten
Eigenständige Forschungsarbeit; eingebunden in die Arbeitsgruppe
• Doktorarbeiten
… in einem interessanten internationalen Umfeld
Was erwarten wir?
• Neugier … etwas Neues entdecken oder entwickeln zu wollen
• Engagement … eine Fragestellung lösen zu wollen
• Teamwork
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13. Was bieten wir?
• Miniforschung
Hineinschnuppern in den „Forschungsbetrieb“ der Gruppe
…
… während des Semesters oder in der vorlesungsfreien Zeit
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• Bachelor- und Master-Arbeiten
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Eigenständige Forschungsarbeit; eingebunden in die Arbeitsgruppe
• Doktorarbeiten nS
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… in einem interessanten internationalen Umfeld
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Neugier … etwas Neues entdecken oder entwickeln zu wollen
• Engagement … eine Fragestellung lösen zu wollen
• Teamwork
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