Entscheidend für die Verwirklichung von Speicherringexperimenten ist die Beschaffenheit und Leistungsfähigkeit des internen Targets sowie das Verständnis für die Targetstrahleigenschaften, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Dichte oder Masse. Die Entwicklung eines mit Wasserstoff betriebenen Cluster-Jet Targets für das PANDA Experiment der zukünftigen internationalen Beschleunigeranlage FAIR steht im Fokus dieser Arbeit. Detaillierte Untersuchungen der Clustergeschwindigkeiten, Flächendichten und Clustermassen führten zum Aufbau und Betrieb des weltweit leistungsfähigsten, mit Wasserstoff betriebenen Cluster-Jet Targets (PANDA Prototyp), das zudem tiefere Einblicke in den komplexen Clusterproduktionsprozess gewährt. Die Voraussetzungen für PANDA, einschließlich des Zugangs zu höchsten Luminositäten, werden vollständig von diesem Target abgedeckt, das somit den aktuellen Qualitätsmaßstab der Cluster-Jet Target Technologie definiert.

The realisation of a storage ring experiment hinges largely on the performance of the internal target and the precise knowledge of the target beam characteristics, e.g. the velocity, density, or mass. This thesis focusses on the development of a hydrogen cluster-jet target for the PANDA experiment at the future international accelerator facility FAIR. The detailed investigation on the cluster velocity, areal density, and cluster mass lead to the most efficient hydrogen cluster-jet target worldwide (PANDA prototype) and moreover to deeper insights into the complex cluster production process. The final cluster-jet target for PANDA was designed and constructed on the basis of the results gained throughout this work and the associated particular optimisation studies. It covers all requirements for PANDA, including the access to the high luminosity mode, and defines the state of the art of cluster-jet target technology.