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Verschiedene Konzepte der Röntgenmikroskopie haben sich mittlerweile im Labor etabliert und ermöglichen heute aufschlussreiche Einblicke in eine Vielzahl von Probensystemen. Der „Labormaßstab“ bezieht sich dabei auf Analysemethoden, die in Form von einem eigenständigen Gerät betrieben werden können. Insbesondere sind sie unabhängig von der Strahlerzeugung an einer Synchrotron-Großforschungseinrichtung und einem sonst kilometergroßen Elektronen-speicherring. Viele der technischen Innovationen im Labor sind dabei ein Transfer der am Synchrotron entwickelten Techniken. Andere wiederum basieren auf der konsequenten Weiterentwicklung etablierter Konzepte. Die Auflösung allein ist dabei nicht entscheidend für die spezifische Eignung eines Mikroskopiesystems im Ganzen. Ebenfalls sollte das zur Abbildung eingesetzte Energiespektrum auf das Probensystem abgestimmt sein. Zudem muss eine Tomographieanalage zusätzlich in der Lage sein, die Abbildungsleistung bei 3D-Aufnahmen zu konservieren.
Nach einem Überblick über verschiedene Techniken der Röntgenmikroskopie konzentriert sich die vorliegende Arbeit auf quellbasierte Nano-CT in Projektionsvergrößerung als vielversprechende Technologie zur Materialanalyse. Hier können höhere Photonenenergien als bei konkurrierenden Ansätzen genutzt werden, wie sie von stärker absorbierenden Proben, z. B. mit einem hohen Anteil von Metallen, zur Untersuchung benötigt werden. Das bei einem ansonsten idealen CT-Gerät auflösungs- und leistungsbegrenzende Bauteil ist die verwendete Röntgen-quelle. Durch konstruktive Innovationen sind hier die größten Leistungssprünge zu erwarten. In diesem Zuge wird erörtert, ob die Brillanz ein geeignetes Maß ist, um die Leistungsfähigkeit von Röntgenquellen zu evaluieren, welchen Schwierigkeiten die praktische Messung unterliegt und wie das die Vergleichbarkeit der Werte beeinflusst. Anhand von Monte-Carlo-Simulationen wird gezeigt, wie die Brillanz verschiedener Konstruktionen an Röntgenquellen theoretisch bestimmt und miteinander verglichen werden kann. Dies wird am Beispiel von drei modernen Konzepten von Röntgenquellen demonstriert, welche zur Mikroskopie eingesetzt werden können. Im Weiteren beschäftigt sich diese Arbeit mit den Grenzen der Leistungsfähigkeit von Transmissionsröntgenquellen. Anhand der verzahnten Simulation einer Nanofokus-Röntgenquelle auf Basis von Monte-Carlo und FEM-Methoden wird untersucht, ob etablierte Literatur¬modelle auf die modernen Quell-konstruktionen noch anwendbar sind. Aus den Simulationen wird dann ein neuer Weg abgeleitet, wie die Leistungsgrenzen für Nanofokus-Röntgenquellen bestimmt werden können und welchen Vorteil moderne strukturierte Targets dabei bieten.
Schließlich wird die Konstruktion eines neuen Nano-CT-Gerätes im Labor-maßstab auf Basis der zuvor theoretisch besprochenen Nanofokus-Röntgenquelle und Projektionsvergrößerung gezeigt, sowie auf ihre Leistungsfähigkeit validiert. Es ist spezifisch darauf konzipiert, hochauflösende Messungen an Materialsystemen in 3D zu ermöglichen, welche mit bisherigen Methoden limitiert durch mangelnde Auflösung oder Energie nicht umsetzbar waren. Daher wird die praktische Leistung des Gerätes an realen Proben und Fragestellungen aus der Material¬wissenschaft und Halbleiterprüfung validiert. Speziell die gezeigten Messungen von Fehlern in Mikrochips aus dem Automobilbereich waren in dieser Art zuvor nicht möglich.
A search for the associated production of the Higgs boson with a top quark pair (tt (b) over barH) is reported. The search is performed in multilepton final states using a data set corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb(-1) of proton-proton collision data recorded by the ATLAS experiment at a center-of-mass energy root s = 13 TeV at the Large Hadron Collider. Higgs boson decays to WW*, tau tau, and ZZ* are targeted. Seven final states, categorized by the number and flavor of charged-lepton candidates, are examined for the presence of the Standard Model Higgs boson with a mass of 125 GeVand a pair of top quarks. An excess of events over the expected background from Standard Model processes is found with an observed significance of 4.1 standard deviations, compared to an expectation of 2.8 standard deviations. The best fit for the (tt (b) over barH) production cross section is sot (tt (b) over barH) = 790(-210)(+230) fb, in agreement with the Standard Model prediction of 507(-50)(+35) fb. The combination of this result with other tt (b) over barH searches from the ATLAS experiment using the Higgs boson decay modes to b (b) over bar, gamma gamma and ZZ* -> 4l, has an observed significance of 4.2 standard deviations, compared to an expectation of 3.8 standard deviations. This provides evidence for the tt (b) over barH production mode.
A measurement of J/psi and psi(2S) production is presented. It is based on a data sample from Pb+Pb collisions at root s(NN) = 5.02 TeV and pp collisions at root s = 5.02 TeV recorded by the ATLAS detector at the LHC in 2015, corresponding to an integrated luminosity of 0.42 nb(-1) and 25 pb(-1) in Pb+Pb and pp, respectively. The measurements of per-event yields, nuclear modification factors, and non-prompt fractions are performed in the dimuon decay channel for 9 < p(T)(mu mu) < 40 GeV in dimuon transverse momentum, and -2 < y(mu mu) < 2 in rapidity. Strong suppression is found in Pb+Pb collisions for both prompt and non-prompt J/psi, increasing with event centrality. The suppression of prompt psi(2S) is observed to be stronger than that of J/psi, while the suppression of non-prompt psi(2S) is equal to that of the non-prompt J/psi within uncertainties, consistent with the expectation that both arise from b-quarks propagating through the medium. Despite prompt and non-prompt J/psi arising from different mechanisms, the dependence of their nuclear modification factors on centrality is found to be quite similar.
This paper presents a measurement of the polarisation of tau leptons produced in Z/gamma* -> tau tau decays which is performed with a dataset of proton-proton collisions at root s = 8 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 20.2 fb(-1) recorded with the ATLAS detector at the LHC in 2012. The Z/gamma* -> tau tau decays are reconstructed from a hadronically decaying tau lepton with a single charged particle in the final state, accompanied by a tau lepton that decays leptonically. The tau polarisation is inferred from the relative fraction of energy carried by charged and neutral hadrons in the hadronic tau decays. The polarisation is measured in a fiducial region that corresponds to the kinematic region accessible to this analysis. The tau polarisation extracted over the full phase space within the Z/gamma* mass range of 66 < mZ/gamma* < 116GeVis found to be P-tau = -0.14 +/- 0.02(stat)+/- 0.04(syst). It is in agreement with the Standard Model prediction of Pt = -0.1517 +/- 0.0019, which is obtained from the ALP-GEN event generator interfaced with the PYTHIA 6 parton shower modelling and the TAUOLA tau decay library.
A search for high-mass dielectron and dimuon resonances in the mass range of 250 GeV to 6TeV is presented. The data were recorded by the ATLAS experiment in proton-proton collisions at a centre-ofmass energy of root s = 13 TeV during Run 2 of the Large Hadron Collider and correspond to an integrated luminosity of 139 fb(-1). A functional form is fitted to the dilepton invariant-mass distribution to model the contribution from background processes, and a generic signal shape is used to determine the significance of observed deviations from this background estimate. No significant deviation is observed and upper limits are placed at the 95% confidence level on the fiducial cross-section times branching ratio for various resonance width hypotheses. The derived limits are shown to be applicable to spin-0, spin-1 and spin-2 signal hypotheses. For a set of benchmark models, the limits are converted into lower limits on the resonance mass and reach 4.5 TeV for the E-6-motivated Z(psi)' boson. Also presented are limits on Heavy Vector Triplet model couplings. (C) 2019 The Author. Published by Elsevier B.V.
A search for a heavy charged-boson resonance decaying into a charged lepton (electron or muon) and a neutrino is reported. A data sample of 139 fb(-1) of proton-proton collisions at root s = 13 TeV collected with the ATLAS detector at the LHC during 2015-2018 is used in the search. The observed transverse mass distribution computed from the lepton and missing transverse momenta is consistent with the distribution expected from the Standard Model, and upper limits on the cross section for pp -> W'-> lv are extracted (l = e or mu). These vary between 1.3 pb and 0.05 tb depending on the resonance mass in the range between 0.15 and 7.0 TeV at 95% confidence level for the electron and muon channels combined. Gauge bosons with a mass below 6.0 and 5.1 TeV are excluded in the electron and muon channels, respectively, in a model with a resonance that has couplings to fermions identical to those of the Standard Model W boson. Cross-section limits are also provided for resonances with several fixed Gamma/m values in the range between 1% and 15%. Model-independent limits are derived in single-bin signal regions defined by a varying minimum transverse mass threshold. The resulting visible cross-section upper limits range between 4.6 (15) ph and 22 (22) ab as the threshold increases from 130 (110) GeV to 5.1 (5.1) TeV in the electron (muon) channel.
This paper presents measurements of the W+->mu+nu and W-->mu-nu cross-sections and the associated charge asymmetry as a function of the absolute pseudorapidity of the decay muon. The data were collected in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 8 TeV with the ATLAS experiment at the LHC and correspond to a total integrated luminosity of 20.2fb(-1). The precision of the cross-section measurements varies between 0.8 and 1.5% as a function of the pseudorapidity, excluding the 1.9% uncertainty on the integrated luminosity. The charge asymmetry is measured with an uncertainty between 0.002 and 0.003. The results are compared with predictions based on next-to-next-to-leading-order calculations with various parton distribution functions and have the sensitivity to discriminate between them.