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@PHDTHESIS{Trageser:218415,
      author       = {Trageser, Christian},
      title        = {{A}ufbau einer {D}atenaufnahme zur {I}ntegration von
                      {S}chottky-{S}ignalen in {A}tomphysikexperimenten an
                      {S}peicherringen},
      school       = {Justus-Liebig-Universität Gießen},
      type         = {Dissertation},
      address      = {Gießen},
      publisher    = {Universität Gießen},
      reportid     = {GSI-2019-00393},
      pages        = {179 S.},
      year         = {2018},
      note         = {Dissertation, Justus-Liebig-Universität Gießen , 2018},
      abstract     = {Diese Doktorarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung,
                      dem Aufbau, der Inbetriebnahme und dem Einsatz einer neuen
                      Datenaufnahme zur Aufzeichnung von Schottky-Signalen in
                      atom- und kernphysikalischen Experimenten an den
                      Speicherringen des GSI Helmholtzzentrums für
                      Schwerionenforschung (GSI) bzw. der Facility for Antiproton
                      and Ion Research (FAIR) in Darmstadt. Die neu entwickelte
                      Datenaufnahme ermöglicht es u.a., die Strahleigenschaften
                      eines gespeicherten Ionenstrahls kontinuierlich und
                      zerstörungsfrei aufzuzeichnen. Schottky-Signale dienen der
                      Strahldiagnose an Speicherringen sowie der Bestimmung von
                      Massen und Lebensdauern von Teilchen mit hoher Genauigkeit.
                      Die Schottky-Signale werden zerstörungsfrei durch einen
                      sogenannten Schottky-Aufnehmer aufgezeichnet. Neben einem
                      Parallelplattenaufnehmer steht am ESR seit 2011 zusätzlich
                      ein Schottky-Resonator mit hohem Gütefaktor zur Verfügung.
                      Dieser besitzt eine viel höhere Sensitivität als der alte
                      Parallelplattenaufnehmer. Durch diese gestiegene
                      Sensitivität können Signale mit besserem
                      Signal-zu-Rauschverhältnissen aufgenommen werden. Diese
                      gestiegene Sensitivität ermöglicht zahlreiche neue
                      Anwendungen und Experimente (siehe weiter unten). Die in
                      dieser Arbeit entwickelte Datenaufnahme wurde an diesem
                      neuen Schottky-Aufnehmer aufgebaut und getestet. Sie eignet
                      sich durch ihren großen Frequenzbereich für nahezu alle
                      GSI/FAIR Speicherringe. Die Einsatzmöglichkeiten dieses
                      neuen Datenaufnahmesystems sind vielfältig. So kann es
                      beispielsweise als eine Art von "Strahllogbuch" verwendet
                      werden (siehe Kapitel 6), das kontinuierlich und
                      hochpräzise die Schottky-Signale eines gespeicherten
                      Ionenstrahls aufzeichnet. Weiterhin erlaubt es die
                      Schottky-Technik, die Eigenschaften eines Speicherrings als
                      hochauflösendes Massenspektrometer zu nutzen und
                      ermöglicht die Bestimmung der Massen von stabilen Ionen und
                      Radioisotopen zerstörungsfrei. Die in dieser Arbeit
                      entwickelte Datenaufnahme bietet eine kontinuierliche und
                      breitbandige Datenerfassung von Schottky-Signalen.
                      Strahleigenschaften lassen sich mit hoher Zeitauflösung
                      oder alternativ mit hoher Frequenzauflösung für mehr als
                      zehn Harmonische des gespeicherten Ionenstrahls für die
                      gesamte Dauer eines Experiments aufzeichnen. Die neue
                      Datenaufnahme, als New Time CAPture (NTCAP) bezeichnet,
                      besteht aus einer Reihe von Hardwarekomponenten der Firma
                      National Instruments (NI). Das Herzstück dieser Komponenten
                      ist ein hochauflösender Vektor-Signal-Analyzer (VSA). Der
                      VSA kann im Frequenzbereich von 10 MHz bis 6,6 GHz betrieben
                      werden. Am ESR wird er typisch in einem Bereich um 245 MHz
                      eingesetzt, entsprechend der Resonanzfrequenz des neuen
                      Schottky-Aufnehmers. Zusätzlich sind 16 Zählerkanäle
                      integriert, um weitere Signale wie Beschleuniger- und
                      Teilchendetektorsignale zeitsynchron aufzuzeichnen. Die
                      gewonnenen Daten wurden über ein dediziertes 10 GBit/s
                      schnelles lokales Netzwerk abgespeichert, dessen zentraler
                      Speicher ein 132 TByte großes Network-Attached-Storage
                      (NAS) System ist. In dem am ESR verwendeten Frequenzbereich
                      liefert der VSA eine maximale Datenrate von 160 MBytes/s.
                      Für die Aufzeichnung mit höchsten Datenraten steht
                      zusätzlich eine 4 TByte große SSD zur Verfügung. Für
                      diese Schottky-Datenaufnahme wurde ein Kontroll- und
                      Steuerprogramm in der Programmiersprache LabVIEW (engl.
                      "Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench")
                      entwickelt, das die einzelnen Module ansteuert und die
                      Schottky-Zeitsignale sowie weitere Signale wie Detektor-
                      oder Beschleunigersignale zeitsynchron erfasst. Die
                      Inbetriebnahme erfolgte mit Signalen eines Signalgenerators
                      sowie mit den Signalen des neuen Schottky-Aufnehmers am ESR
                      mit 12C6+ Ionen bei einer Energie von 400 AMeV. Nach der
                      erfolgreichen Inbetriebnahme wurde das neu entwickelte
                      Datenaufnahmesystem in sieben verschiedenen Experimenten am
                      ESR eingesetzt. Von den gesammelten Daten wurden die
                      Datensätze zweier Experimente für die Präsentation in
                      dieser Arbeit ausgewählt. Bei dem ersten dieser Experimente
                      handelt es sich um ein Laserspektroskopie-Experiment am
                      wasserstoff- und lithiumartigen Wismut, bei welchem die
                      Konstanz der Ionenenergie mit hoher Genauigkeit
                      protokolliert wurde. Beim zweiten Experiment wurde die
                      Einzelteilchensensitivität der NTCAP-Datenaufnahme im
                      Rahmen eines Beta-Zerfall Experiments von 142Pm60+
                      verifiziert.},
      cin          = {ATP},
      cid          = {I:(DE-Ds200)ATP-20051214OR020},
      pnm          = {6211 - Extreme States of Matter: From Cold Ions to Hot
                      Plasmas (POF3-621)},
      pid          = {G:(DE-HGF)POF3-6211},
      typ          = {PUB:(DE-HGF)11},
      urn          = {urn:nbn:de:hebis:26-opus-137556},
      url          = {https://repository.gsi.de/record/218415},
}