The goal of the CRESST Dark Matter Search is the direct detection of Weakly Interacting Massive Particles WIMPs via elastic scattering off the nuclei in a target absorber. Due to the low event rates expected for WIMP-nucleus scattering it is of crucial importance to suppress background signals which might mimic WIMP events as much as possible. Passive suppression is achieved by the use of radiopure materials and by operating the detectors in a deep underground location. In the second phase of the CRESST experiment an active signal-to-background discrimination is achieved with the use of low temperature scintillating calorimeters. Nuclear recoils, caused by neutrons and WIMPS, produce considerably less light than electron recoils of the same energy. Therefore, a simultaneous measurement of scintillation light and temperature rise can be used to identify the type of interaction. In this work the properties and quality of CaWO4 single crystals of different origin were studied. Special attention was attributed to the radiopurity and the optimization of the light output of large cylindrical crystals (m=300g). A low level of radioactive contamination (~100 microBq/kg) by isotopes of the natural decay chains was obtained. The influence of different parameters and conditioning procedures on the light yield of CaWO4 crystals was studied resulting in a significantly improved reproducibility of the scintillation properties. The effect of different mechanical and thermal treatments on the energy resolution and the light output of the crystals was investigated and an energy resolution ~8% at E=662keV was obtained. In particular, a new technique for the measurement of nucleus dependent quenching factors was developed and the quenching factor of tungsten in CaWO4 was measured for the first time. Based on the obtained results, restrictive upper limit could be obtained for the spin-independent WIMP-nucleus scattering cross section using CRESST Phase II prototype detectors.     «

The goal of the CRESST Dark Matter Search is the direct detection of Weakly Interacting Massive Particles WIMPs via elastic scattering off the nuclei in a target absorber. Due to the low event rates expected for WIMP-nucleus scattering it is of crucial importance to suppress background signals which might mimic WIMP events as much as possible. Passive suppression is achieved by the use of radiopure materials and by operating the detectors in a deep underground location. In the second phase of th...     »

Das Ziel des CRESST-Experimentes besteht darin, Teilchen der Dunklen Materie (WIMPs) durch elastische Streuung an Targetkernen nachzuweisen. Da die dabei zu erwartenden Zählraten äußerst niedrig sind, ist die Unterdrückung von Hintergrundsignalen und dadurch vorgetäuschter WIMP-Ereignisse von entscheidender Bedeutung. Die passive Unterdrückung solcher Signale besteht in der Verwendung radioaktivitätsarmer Materialien und der Durchführung des Experimentes in einem unterirdischen Labor. Darüberhinaus sollen in der zweiten Phase des CRESST-Experimentes durch ionisierende Strahlung verursachte Elektronrückstöße identifiziert und von neutronen- oder WIMP-induzierten Kernrückstößen unterschieden werden. Hierzu werden Tieftemperaturkalorimeter mit szintillierenden Absorbern eingesetzt. Da Kernrückstöße wesentlich weniger Szintillationslicht produzieren als Elektronrückstöße vergleichbarer Energie, kann der Streuprozeß durch die gleichzeitige Messung des Temperatur- und des Lichtsignals identifiziert werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Eigenschaften und die Qualität von CaWO4-Einkristallen unterschiedlicher Hersteller untersucht. Im Mittelpunkt standen hierbei Radioaktivitätsarmut und Optimierung der Lichtausbeute großer zylindrischer Kristalle (m = 300 g). Es konnte ein niedriger Verunreinigungsgrad mit Isotopen der natürlichen Zerfallsreihen (entsprechend einer Eigenaktivität von ~100 microBq/kg) erreicht werden. Untersuchungen zur Auswirkung unterschiedlicher Parameter und Bearbeitungsverfahren auf die Lichtausbeute erbrachte eine deutlich verbesserte Reproduzierbarkeit der Szintillationseigenschaften. Der Einfluß mechanischer und thermischer Verfahren auf Lichtausbeute und Energieauflösung der Kristalle wurde untersucht. Mit einigen Kristallen wurde für hochenergetische Gamma-Quanten (E=662keV) eine Energieauflösung von ~ 8% erreicht. Insbesondere wurde ein neues Verfahren zur Messung von kernabhängigen Quenchingfaktoren entwickelt und damit erstmals der Quenchingfaktor von Wolfram in CaWO4 gemessen. Aufgrund der dabei erzielten Ergebnisse konnten mit Prototypdetektoren von CRESST-II bereits sehr restriktive obere Grenzen für den Wirkungsquerschnitt von spinunabhängiger WIMP-Kern-Streuung angegeben werden.     «

Das Ziel des CRESST-Experimentes besteht darin, Teilchen der Dunklen Materie (WIMPs) durch elastische Streuung an Targetkernen nachzuweisen. Da die dabei zu erwartenden Zählraten äußerst niedrig sind, ist die Unterdrückung von Hintergrundsignalen und dadurch vorgetäuschter WIMP-Ereignisse von entscheidender Bedeutung. Die passive Unterdrückung solcher Signale besteht in der Verwendung radioaktivitätsarmer Materialien und der Durchführung des Experimentes in einem unterirdischen Labor. Darüberhin...     »