Prototypentwicklung eines skalierbaren, auf metallischen magnetischen Kalorimetern basierenden Multikanal-Detektorsystems für die Suche nach dunkler Materie

Es hat sich gezeigt, dass auf metallischen magnetischen Kalorimetern (MMCs) basierende Detektorsysteme einige Vorteile gegenüber konventionellen Detektorsystemen bieten. Aus diesem Grund werden in dem geplanten Exzellenzcluster zwischen der Universität Heidelberg, dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie dem Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK) in Heidelberg auf MMCs basierende Multikanal-Detektorsysteme eine Schlüsseltechnologie für mehrere dedizierte Experimente zur Suche nach Dunkler Materie sein. Die Implementierung dieser Systeme ist allerdings eine technologische Herausforderung, da höchstempfindliche kryogene Detektoren mit schneller Digital- und Analogelektronik kombiniert werden müssen. Im Rahmen dieses Projekts wurde daher ein Prototyp eines MMC-basierten Multikanal-Detektorsystems aufgebaut, mit dessen Hilfe ein verbessertes Verständnis des Zusammenspiels zwischen einer FPGA-basierten Raumtemperaturelektronik mit integrierter analoger HF-Elektronik und eines kryogenen Detektorarrays gewonnen wurden. Dieser Aufbau hat es erlaubt, die Spezifikationen für die Realisierung anwendungsorientierter großer Detektorsysteme abzuleiten. Der implementierte Prototyp ist voll funktionsfähig und wird für Charakterisierungsmessungen verwendet. Zeitnah soll er auch für Anwendungen in der Astroteilchenphysik, speziell der Suche nach dunkler Materie, eingesetzt werden.