Technical design and commissioning of the KATRIN large-volume air coil system

التصميم التقني والتشغيل التجريبي لنظام الملفات الهوائية كبير الحجم لتجربة KATRIN

การออกแบบทางเทคนิคและการทดสอบเดินเครื่องของระบบขดลวดแกนอากาศปริมาตรขนาดใหญ่ KATRIN

Clicks: 381
ID: 116672
2018
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #3 of 73 articles by views in journal of instrumentation

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The KATRIN experiment is a next-generation direct neutrino mass experiment with a sensitivity of 0.2 eV (90% C.L.) to the effective mass of the electron neutrino. It measures the tritium β-decay spectrum close to its endpoint with a spectrometer based on the MAC-E filter technique. The β-decay electrons are guided by a magnetic field that operates in the mT range in the central spectrometer volume; it is fine-tuned by a large-volume air coil system surrounding the spectrometer vessel. The purpose of the system is to provide optimal transmission properties for signal electrons and to achieve efficient magnetic shielding against background. In this paper we describe the technical design of the air coil system, including its mechanical and electrical properties. We outline the importance of its versatile operation modes in background investigation and suppression techniques. We compare magnetic field measurements in the inner spectrometer volume during system commissioning with corresponding simulations, which allows to verify the system's functionality in fine-tuning the magnetic field configuration. This is of major importance for a successful neutrino mass measurement at KATRIN.
การทดลอง KATRIN เป็นการทดลองวัดมวลของนิวทริโนโดยตรงในยุคถัดไป ซึ่งมีความไวในการวัดที่ 0.2 eV (90% C.L.) ต่อมวลยังผลของอิเล็กตรอนนิวทริโน การทดลองนี้ทำการวัดสเปกตรัมการสลายให้อนุภาคบีตาของทริเทียมบริเวณใกล้จุดปลายด้วยสเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้เทคนิคตัวกรอง MAC-E โดยอิเล็กตรอนจากการสลายให้อนุภาคบีตาจะถูกนำทางด้วยสนามแม่เหล็กที่ทำงานในช่วงระดับมิลลิเทสลา (mT) ภายในปริมาตรส่วนกลางของสเปกโตรมิเตอร์ และได้รับการปรับแต่งอย่างละเอียดโดยระบบขดลวดแกนอากาศขนาดใหญ่ที่ติดตั้งล้อมรอบถังสเปกโตรมิเตอร์ จุดประสงค์ของระบบนี้คือเพื่อให้ได้คุณสมบัติการส่งผ่านที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอิเล็กตรอนสัญญาณ และเพื่อให้เกิดการกำบังทางแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพต่อสัญญาณรบกวนพื้นหลัง ในบทความนี้ เราอธิบายถึงการออกแบบเชิงเทคนิคของระบบขดลวดแกนอากาศ รวมถึงคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าของระบบ เราได้ชี้ให้เห็นถึงความสำคัญของโหมดการทำงานอันหลากหลายในการตรวจสอบและเทคนิคการลดทอนสัญญาณรบกวนพื้นหลัง นอกจากนี้ เรายังได้เปรียบเทียบผลการวัดสนามแม่เหล็กภายในปริมาตรด้านในของสเปกโตรมิเตอร์ระหว่างการทดสอบเดินระบบกับการจำลองที่สอดคล้องกัน ซึ่งช่วยยืนยันการทำงานของระบบในการปรับแต่งโครงแบบสนามแม่เหล็กอย่างละเอียด สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จในการวัดมวลนิวทริโนในการทดลอง KATRIN
Reference Key
wüstling2018journaltechnical Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors M. Erhard,Jan Behrens,S. Bauer,A. Beglarian,R. Berendes,G. Drexlin,F. Glück,R. Gumbsheimer,J. Hergenhan,B. Leiber,S. Mertens,A. Osipowicz,P. Plischke,J. Reich,T. Thümmler,N. Wandkowsky,Christian Weinheimer,S. Wüstling;M. Erhard;Jan Behrens;S. Bauer;A. Beglarian;R. Berendes;G. Drexlin;F. Glück;R. Gumbsheimer;J. Hergenhan;B. Leiber;S. Mertens;A. Osipowicz;P. Plischke;J. Reich;T. Thümmler;N. Wandkowsky;Christian Weinheimer;S. Wüstling;
Journal journal of instrumentation
Year 2018
DOI
10.1088/1748-0221/13/02/p02003
URL
https://sciprofiles.com/publication/view/d8140f322261ab55789e41412fe27642
Keywords
magnetic field katrin neutrino mac air coil system technical design volume air

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.