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Da in der Run 3 Periode des CERN LHC die Kollisionsrate auf 50 kHz erhöht werden soll, muss die ALICE TPC umgebaut werden. Die Vieldrahtproportionalkammern mit Sperrgitter sollen gegen eine GEM-basierte Auslese ausgetauscht werden, um eine kontinuierliche Auslese zu ermöglichen.
Es wurde eine GEM-Testkammer, die mit drei und vier GEM-Folien betrieben werden kann, entwickelt und gebaut. GEM-Folien wurden unter dem Mikroskop auf Fehler untersucht und auf ihre Spannungsfestigkeit hin getestet sowie gerahmt und in die Kammer eingesetzt. Mit der fertigen kleinen TPC mit GEM-basierter Auslese wurden IBF und Energieauflösung gemessen. Ziel der Messungen war es, einen möglichst geringen IBF von unter 1 % zu erhalten, um so wenig wie möglich Feldverzerrungen im Driftvolumen der TPC zu erhalten, bei gleichzeitig guter Energieauflösung von mindestens 12 %, um eine gute Teilchenidentifikation in der TPC sicherzustellen.
Da standard GEM-Konfigurationen mit nur drei GEM-Folien zwar eine gute Energieauflösung, jedoch zu viel IBF aufweisen, wurden die Messungen hauptsächlich mit vier GEM-Folien durchgeführt. Es wurden zwei verschiedene Arten von GEM-Folien verwendet, Standard (S) und Large-Pitch (LP) GEM-Folien, die bei einem Großteil der Messungen in der S-LP-LP-S-Konfiguration angeordnet waren.
Es wurde festgestellt, dass sich IBF und Energieauflösung gegenläufig verhalten, bei besser werdendem IBF also die Energieauflösung schlechter wird und umgekehrt.
Es wurden zwei verschiedene Gasmischungen, Ne-CO2-N2 (90-10-5) und Ar-CO2 (90-10), untersucht. Mit Neon wurde bei einem Gain von 2000 gemessen, mit Argon nur bei einem Gain von 1000, da bei Argon die Anzahl der produzierten Elektronen pro cm etwa doppelt so groß ist.
Der IBF war mit beiden Gasmischungen etwa gleich groß. Die Energieauflösung war mit Argon jedoch aufgrund des niedrigeren Gains erheblich schlechter. Mit Ne-CO2-N2 (90-10-5) gelang es, einen Arbeitspunkt mit einer Energieauflösung von etwa 12 % und einem IBF von unter 1 % zu finden, mit Ar-CO2 (90-10) war dies jedoch nicht der Fall.
Als es in den 1920er und 1930er Jahren zur Entdeckung des expandierenden Raums, gemessen über die kosmologische Rotverschiebung, kommt, wird daraus erstmals die Idee eines kleinsten Ursprungspunkts zu Beginn der Zeit postuliert. Es dauerte jedoch weitere 30 Jahre, bis das Konzept des „Big Bang“ als Ursprungsmodell veröffentlicht wurde [Lum07]. Seitdem untersuchen Wissenschaftler fortschreitend die Theorie des Big Bang. Der Zustand der Materie zum Zeitpunkt Null ist nach wie vor ungeklärt, ab ca. 10 exp (-44) Sekunden nach dem Urknall wird in der Theorie des Big Bang davon ausgegangen, dass sich die Materie im Zustand des Quark-Gluon-Plasmas befand. Zunächst galt es eine experimentelle Bestätigung für die generelle Existenz eines solchen Zustands zu finden. Die experimentelle Suche nach dem Quark-Gluon-Plasma im Labor begann vor fast 30 Jahren am Bevalac in Berkley [Gus84], dort konnte bei Niobium-Kollisionen kollektiver Fluss beobachtet werden. Zehn Jahre später begannen die Messungen des Schwerionen-Forschungsprogramms am CERN1. Im Jahr 1994 wurden dort die ersten Schwerionenkollisionen durchgeführt, von denen man sich erhoffte, dass sie zu einer kurzzeitigen Erzeugung des Quark-Gluon-Plasmas führen. Im Jahr 2000 gab es dann eine zusammenfassende Pressemitteilung des CERN, in der die Messungen eines neuartigen Materiezustands beschrieben wurden [CER00]. Weitere fünf Jahre später wurde ein Bericht der bis dahin erreichten Ergebnisse der vier Quark-Gluon-Plasma Experimente am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) des Brookhaven National Labratory veröffentlicht [BNL05]. Dabei konnten einige Ergebnisse aus den Messungen am CERN bestätigt werden, andere hingegen nicht. Die Annahme, das Quark-Gluon-Plasma verhalte sich wie ein Gas, musste beispielsweise nach den Messungen am RHIC verworfen werden. Diese zeigen, dass das Verhalten des Quark-Gluon-Plasma eher dem von Flüssigkeiten ähnelt [BNL05].
Seit den ersten Schritten zur Untersuchung des Quark-Gluon-Plasma am CERN, in denen vor allem die Messung der Existenz des Quark-Gluon-Plasmas an sich im Vordergrund stand, soll der Phasenübergang nun quantitativ untersucht werden. Dazu werden Dichte und Temperatur der betrachteten Materie variiert und die vorhandene Zustandsphase gemessen. Eines dieser Experimente soll das Compressed Baryonic Matter (CBM) Experiment werden. Das Ziel des Experiments ist die Untersuchung von Materie bei sehr hohen Dichten, aber im Vergleich zu anderen aktuellen Experimenten relativ niedrigen Temperaturen. Im Jahr 2009 wurde der erste Spatenstich auf dem Gelände der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt für den Bau der Facility for Antiproton and Proton Research (FAIR) getätigt. Mit Hilfe der FAIR-Beschleuniger soll dann das CBM Experiment das Quark-Gluon-Plasma bei hohen Materiedichten mit bisher nicht erreichter Statistik untersuchen können. Jedoch gerade das Erreichen solch hoher Ereignisraten stellt nicht nur eine zentrale Herausforderung an die Beschleuniger dar, sondern auch an die messenden Detektoren. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Transition Radiation Detektors für das CBM Experiment.
Nach einer kurzen Einführung in die generelle Untersuchung des Quark-Gluon-Plasmas folgt die Beschreibung des geplanten Aufbaus des CBM Experiments mit dessen Subsystemen. Danach wird die theoretische und praktische Funktionsweise eines Transition-Radiation Detektors (TRD) erklärt, um darauf aufbauend die Charakterisierung und Signalanalyse der entwickelten TRD-Prototypen darzustellen. Abschließend werden die Ergebnisse in Bezug auf den für das CBM Experiment zu entwickelnden Detektor diskutiert.
Anisotropic collective flow of protons resulting from non-central heavy ion collisions is a unique hadronic observable providing information about the early stage of the nuclear collision. The analysis of collective flow in the energy regime between 1-2 AGeV enables the study of the phase diagram of hadronic matter at a high baryochemical potential µb, as well as the analysis of the equation of state at densities up to the threefold of the ground state density ρ0.
The algorithms of the standard event plane method and the scalar product method are used to analyse directed and elliptic flow of protons in a centrality range of 0-40 % most central events.
Prior to the analysis of experimental data, the respective influence of the reconstruction procedure on the algorithms is examined using Monte Carlo simulations based on the Ultra relativistic Quantum Molecular Dynamics (UrQMD) model.
Subsequently, experimental data measured in April 2012 with the High Acceptance DiElectron Spectrometer (HADES) is analysed using both methods. About 7.3 · 109 Au+Au events at a kinetic beam energy of 1.23 AGeV, equivalent to a centre of mass energy of √sNN = 2.42 GeV were recorded. A multi-differential analysis is feasible as the HADES detector provides a good transverse momentum and rapidity coverage.
Both algorithms result in identical values for directed and elliptic flow across all centrality classes within the observable phase space of protons. The calculated integrated value of v2 at mid rapidity is in good agreement with world data.
Computational workflow optimization for magnetic fluctuation measurements of 3D nano-tetrapods
(2021)
The detailed understanding of micro–and nanoscale structures, in particular their magnetization dynamics, dominates contemporary solid–state physics studies. Most investigations already identified an abundance of phenomena in one–and two–dimensional nanostructures. The following thesis focuses on the magnetic fingerprint of three–dimensional CoFe nano–magnets, specifically the temporal development of their hysteresis loop. These nano–magnets were grown in a tetrahedral pattern on top of a highly susceptible home–build GaAs/AlGaAs micro–Hall sensor using focused electron beam induced deposition (FEBID).
During the measurements, utmost efforts were employed to exemplify current best research practices. The data life cycle of the present thesis is based upon open–source data science tools and packages. Data acquisition and analysis required self–written automated algorithms to handle the extensive quantity of data. Existing instrumental-controlling software was improved, and new Python packages were devised to analyze and visualize the gathered data. The open–source Python data analysis framework (ana) was developed to facilitate computational reproducibility. This framework transparently analyses and visualizes the gathered data automatically using Continuous Analysis tools based on GitLab and Continuous Integration. This automatization uses bespoke scripts combined with virtualization tools like Docker to facilitate reproducible and device–independent results.
The hysteresis loops reveal distinct differences in subsequently measured loops with identical initial experimental parameters, originating from the nano–magnet’s magnetic noise. This noise amplifies in regions where switching processes occur. In such noise–prone regions, the time–dependent scrutinization reveals presumably thermally induced metastable magnetization states. The frequency–dependent power spectral density uncovers a characteristic 1/f² behavior at noise–prone regions with metastable magnetization states.
Das Buch im Buch als Archiv
(2022)
Die Masterarbeit von Svenja Blumenrath mit dem Titel "Das Buch im Buch als Archiv" ist eine interdisziplinäre Zusammenführung von Literaturwissenschaft und Archivstudien. Anhand von sieben ausgewählten kinder- und jugendliterarischen Werken analysiert die Autorin die Funktion des Buches im Buch als Archiv für die erzählte Welt. Die Ergebnisse zeigen, dass das Buch im Buch nicht nur als narrative Struktur dient, sondern auch als Archiv fungiert, das Erinnerungen und Wissen bewahren, aber auch verwehren kann. Diese Erkenntnisse bieten neue Einblicke in die Verbindung von Literatur und Archivwesen.
Die Arbeit widmet sich der bisher wenig beachteten Demokratietheorie des neoliberalen Ökonomen und Sozialphilosophen Friedrich Hayeks. In seiner Ablehnung des Prinzips der Volkssouveränität scheint es Hayek nicht in erster Linie um die Kritik des demokratischen Elements zu gehen, sondern vielmehr um die moderne Idee staatlicher Souveränität schlechthin. Es ist folglich die Idee der Rechtssouveränität, so die grundlegende These, auf der Hayek seine doppelte Kritik von Naturrecht und Rechtspositivismus gründet. Entprechend ist der Staat in der von Hayek gezeichneten Utopie nicht länger Souverän, Ausdruck, Grund oder Herrscher (in) der Gesellschaft, sondern bloßes Mittel, um die "spontanen Ordnungen" der Gesellschaft (und der Märkte) zu schützen, ohne durch Gesetzgebung planen, gestalten oder intervenieren zu wollen. Allein solches, an den "Nomos" gebundenes, staatliches Handeln könne (und muss!) der "Meinung" der Menschen entsprechen. Die Klärung dieses sehr speziellen und auf David Hume zurückgehenden Verständnisses von "Meinung" erlaubt schließlich, das Denken Hayeks nicht nur hinsichtlich seines Souveränitätsbegriffs, sondern auch hinsichtlich seines Demokratiebegriffs vom Denken Carl Schmitts abzugrenzen. Entgegen dem prägenden Diskurs nach Cristi und Scheuerman, der die Kritik der hayekschen Theorie über die Problematisierung ihres schmittschen Gehalt unternimmt, soll die Arbeit den Blick dafür schärfen, dass der in Hayeks Theorie angelegte Autoritarismus auf eigenen philosophischen Füßen steht und sich nicht erschöpfend aus einem bewusst oder unbewusst übernommenen schmittschen Erbe erklären lässt.
Das Konflikterleben von Schiedsrichtern im Amateurfußball : eine empirisch-qualitative Arbeit
(2020)
Bei der Austragung von Amateurfußballspielen nehmen Schiedsrichter die Rolle von Beobachtern ein, die bei Konflikten selbst zu Betroffenen werden können. Dabei treten auch extreme Formen wie Beleidigungen und Diskriminierungen sowie physische und psychische Gewalt auf. Anliegen der Masterthesis „Das Konflikterleben von Schiedsrichtern im Amateurfußball“ ist es, die Wahrnehmung von Schiedsrichtern in Bezug auf Konflikte im Amateurfußball empirisch-qualitativ zu erfassen und bisherige Forschungsansätze zu erweitern. Grundlage der Arbeit bilden vom Autor geführte problemzentrierte Interviews mit hessischen Unparteiischen, deren Auswertung neue Perspektiven im Gewaltdiskurs des Amateurfußballs anbietet.
Der Akteurscharakter der BRICS-Staaten : eine qualitative Untersuchung mit der Grounded Theory
(2020)
Die Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der zentralen Fragestellung: Welchen Akteurscharakter besitzen die BRICS-Staaten? Zur Beantwortung ist mit der Grounded Theory eine rekonstruktionslogische Herangehensweise gewählt worden, um das Phänomen zu untersuchen. Für den Forschungsprozess ist auf die Software MAXQDA zurückgegriffen worden. Als Ergebnis werden die BRICS-Staaten als „Kooperationsmodell der Nichteinmischung“ betitelt.