Development and Measurement of an in-situ UV Calibration Device to Measure the Properties of Ultraviolet Light in the South Pole Ice ...

• Main Author: Brostean-Kaiser, Jannes
• Format: Text
• Language: English
• Published: Humboldt-Universität zu Berlin 2023
• Subjects: IceCube; Cherenkov-Licht; Antarktis; Ultraviolletes Licht; Eis Kallibration; Absorption; Streuung; Dissertation; Wellenlängenschieber; WOM; Cherenkov Radiation; Antarctica; Utraviolet Light; Ice Calibration; Scattering; Wavelength-shifter; 621 Angewandte Physik; South Pole; Antarc*; Antarktis*; South pole
• Online Access: https://dx.doi.org/10.18452/26029; https://edoc.hu-berlin.de/handle/18452/26957

Unter dem geografischen Südpol liegt das IceCube Neutrino Observatorium. Es nutzt einen Kubikkilometer Gletschereis, um Sekundärteilchen aus Neutrinointerkationen zu detektieren. Der Detektor besteht aus insgesamt 5160 optischen Sensoren, die das Cherenkov Licht der relativistischen, geladenen Teilchen messen. Um die Sensitivität und das Detektionsvermögen zu erhöhen sind Vergrößerungen des Detektors mit neuentwickelten optischen Sensoren geplant. Mindestens einer dieser neuen Sensoren soll den Messbereich aus dem optischen Bereich in den UV Bereich erweitern, wobei eine neu entwickelte wellenlängenschiebende Technologie verwendet wird. Um die Verbesserungen dieser neuen Module zu verstehen, wurde ein Kalibrierungsgerät gebaut, getestet und zweimal bei einer in-situ Messung am geografischen Südpol verwendet. Die Messung wurde in dem offenen SPICEcore borehole durchgeführt. In dem Kalibrierungsgerät waren sowohl Lichtquelle, als auch Detektor verbaut. Um die Eiseigenschaften zu vermessen, wurde Licht in ... : The IceCube Neutrino Observatory lies under the South Pole. It instruments one cubic kilometer of glacial ice to detect secondary particles originating from neutrino interactions. The detector consists of 5160 optical sensors, which measure the Cherenkov light of these relativistic, charged particles. In order to increase the sensitivity and detection range, new extensions with newly developed optical sensors are planned. At least one of these new sensors is supposed to expand the detection range from the optical into the UV range, using a new wavelength shifting technology. To understand the improvements of these new modules, the UV calibration device was built, tested, and deployed twice in in-situ measurements at the geographic South Pole. The measurement was carried out in the open SPICEcore borehole. A light source and a detector were included in the design of the UV calibration device. To measure the ice properties, the light was pulsed in the ice as short as possible. The detector measured the timing ...