Suche nach Verletzung der Lepton-Familienzahl mit dem Mu3e-Experiment - Pixelsensor

• Antragsteller: Professor Dr. Ivan Peric
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443478861

Das Hauptziel des Mu3e Phase-I Experiments ist die Suche nach dem Zerfall gamma -> eee mit einer Empfindlichkeit von BR (gamma -> eee) < 5 × 10−15 bei 90% Konfidenzniveau (CL). Dies entspricht einer Verbesserung um einem Faktor 200 gegenüber der bestehenden Grenze.Eine hochpräzise Spurrekonstruktion ist erforderlich, um den großen Untergrund für Myonstoppraten von bis zu 10^8 Myonen pro Sekunde zu unterdrücken. Die Position und der Impuls von Elektronen werden mittels eines vierlagigen Pixel-Tracking-Detektors (PTD) gemessen, der monolithische Hochspannungs-CMOS-Sensoren (HV-MAPS) nutzt. Die hohe Untergrundrate bestimmt die Anforderungen an das Tracking-Detektorsystem und den Pixelsensor. Der Pixelsensor muss eine hohe Positionsauflösung, eine gute Zeitauflösung, einen geringen Stromverbrauch und eine hohe Ratenfähigkeit bieten. Außerdem muss der Pixelsensor so dünn wie möglich sein, da die Dicke das Ausmaß der Vielfach Coulomb Streuung im Detektor und auch die Rate der Bhabha-Streuung bestimmt.Für das Mu3e-Experiment wurde ein spezieller HV-MAPS-Sensor, MuPix, entwickelt. MuPix ist ein vollständig monolithischer Sensor, der die digitale Auslese auf dem Chip integriert.Der MuPix-Sensor ist nahezu produktionsbereit und die Produktion, Qualifizierung, Inbetriebnahme und Kalibrierung des endgültigen Sensors ist Hauptthema des PIX-Projekts.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5199: Suche nach Verletzung der Lepton-Familienzahl mit dem Mu3e-Experiment