Polarimetrie
Polarisation ist neben der Farbe und Intensität eine weitere Eigenschaft von Licht und kann genutzt werden, um entweder Kenntnisse über die physikalischen Vorgänge in der Lichtquelle oder die physikalischen Prozesse beim Streuvorgang an einem Objekt zu erhalten. Während die Polarisation im optischen Bereich gelegentlich sogar industrielle Anwendungen findet, ist die Polarisation von Röntgenphotonen bisher technisch fast nicht zugänglich gewesen und findet daher sogar in der Forschung kaum Anwendungen. Basierend auf GridPix-Prinzip entwickeln wir daher einen Polarisationsdetektor für Röntgenstrahlung, der dann sowohl in der Materialforschung als auch in der astrophysikalischen Forschung auf Satelliten eingesetzt werden kann.
Funktionsprinzip
Weiche Röntgenstrahlung interagiert hauptsächlich über den Photoeffekt mit Materie. Bei der Wechselwirkung wird ein Elektron aus der Materie herausgelöst, das dann Photoelektron genannt wird. Die Flugrichtung dieses Photoelektrons hängt mit der Polarisationsrichtung der einkommenden Röntgenstrahlung zusammen. Durch Messung des Pfades des Elektrons durch das Detektionsmedium können also Rückschlüsse auf die Polarisation der Röntgenstrahlung geschlossen werden.
Da die Elektronen mit weiteren Teilchen des Detektionsmediums stoßen und dadurch ihre Richtung verändern, ist es hilfreich ein dünnes Medium zu verwenden und gleichzeitig einen Chip mit einer hohen Auflösung um den relevanten Teil der Spur gut rekonstruieren zu können.
Detektor
Dieses Messprinzip setzten wir mit unseren GridPix bzw. GridPix3 Detektoren um. Sie liefern als gasbasierte Detektoren ein dünnes Detektionsmedium und mit den GridPixen eine gute Auflösung zur Spurrekonstruktion. Durch die Wahl des Gases und der Dimensionierung können die Eigenschaften des Detektors an die Anwendung angepasst werden. So können wir die Detektoren zum Beispiel für bestimmte Röntgenenergien optimieren oder an verschieden hohe Raten anpassen.
Anwendungen
Beispiele für Bachelor- und Masterarbeiten
Hier sind zwei Beispiele für Arbeiten, die sich auch für Bachelor- oder Masterarbeiten eignen.
Aufbau einer polarisierten Röntgenquelle
Für Tests soll ein einfacher Aufbau erstellt werden, der mit Hilfe von Kristallen die Polarisationsrichtung von Röntgenphotonen selektiert und so einen wohl definiertes polarisierten Röntgenstrahl liefert.
Entwicklung eines optimierten Detektors
Erste Testmessungen wurde mit einem CAST-Detektor gemacht. Dieser ist jedoch für niederenergetische Röntgenstrahlung, gute Energieauflösung und die Trennung von Photon- und Spurereignissen ausgelegt. Im Gegensatz hierzu muss der neue Detektor