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Physics - Particle and Nuclear Physics | Detektoren für Teilchenstrahlung

Detektoren für Teilchenstrahlung

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  • Über dieses Lehrbuch

Fortschritte auf einem Gebiet der experimentellen Physik sind stets eng mit Verbesserungen der Meßmethoden auf diesem Gebiet verbunden. Bei der Suche nach den elementaren Bausteinen der Materie und nach den Kräften, die zwischen ihnen wirken, benutzt der Physiker als Hilfsmittel Teilchenbeschleuniger und Nachweisgeräte für die aus elementaren Stößen stammenden Reaktionsprodukte. Diese Reaktionsprodukte sind entweder massive Teilchen oder Quanten der elektromagnetischen Strahlung. Die Beschleuniger entsprechen dem Mikroskop des Naturforschers mit dem Unterschied, daß an die Stelle des sichtbaren Lichts im Mikroskop hier als Sonde ein geladenes Teilchen tritt, zum Beispiel das Elektron, das Proton oder ein schweres Ion. Wegen des Dualismus zwischen Teilchen und Wellen sind Licht und geladene Teilchen in gleicher Weise als Sonden verwendbar. Je höher die Energie der Teilchen ist, desto kleiner wird ihre Wellenlänge, und desto kleinere Objekte können mit dieser Sonde in ihrer räumlichen Struktur aufgelöst werden. Deshalb mußte bei der Suche nach immer kleineren Objekten die mit Beschleunigern erreichbare Teilchenenergie ständig erhöht werden.

Content Level » Upper undergraduate

Stichwörter » Beschleuniger - Detektoren - Teilchenbeschleuniger - Teilchenstrahlung - Wellen

Verwandte Fachbereiche » Elementarteilchen- und Kernphysik - Physik

Inhaltsverzeichnis 

1. Physikalische Grundlagen.- 1.1 Anwendungsbereiche für Strahlungsdetektoren.- 1.1.1 Natürliche Strahlungsquellen.- 1.1.2 Einheiten der Strahlungsmessung.- 1.1.3 Künstliche Radioaktivität.- 1.1.4 Teilchenbeschleuniger.- 1.2 Wechselwirkung von Teilchenstrahlung mit Materie.- 1.2.1 Nachweis von geladenen Teilchen.- 1.2.2 Nachweis von Photonen.- 1.2.3 Bremsstrahlung von Elektronen.- 1.3 Elektronen und Ionen in Gasen.- 1.3.1 Beweglichkeit von Ionen.- 1.3.2 Diffusion in feldfreiem Gas.- 1.3.3 Rekombination und Elektronenanlagerung.- 1.3.4 Elektronendrift in elektrischen Feldern.- 1.3.5 Elektronendrift in elektrischen und magnetischen Feldern.- 1.3.6 Diffusion von Elektronen in elektrischen und magnetischen Feldern.- 1.4 Kenngrößen für Detektoren.- 2. Ionisationsmessung.- 2.1 Ionisationskammern.- 2.2 Proportionalzähler.- 2.3 Auslösezähler.- 2.4 Ionisationsmessung in Flüssigkeiten.- 2.5 Halbleiterzähler.- 3. Ortsmessung.- 3.1 Vieldrahtproportionalkammer.- 3.2 Ebene Driftkammern.- 3.3 Zylindrische Drahtkarnmern.- 3.4 Die Jet-Driftkammer.- 3.5 Zeit-Projektionskammer (TPC).- 3.6 Simulation von Teilchenspuren mit UV-Lasern.- 3.7 Blasenkammem.- 3.8 Streamerkammern.- 3.9 Flashkammern.- 3.10 Funkenkammern.- 3.11 Kernspuremulsion.- 3.12 Silizium-Streifendetektoren und CCD’s.- 3.13 Szintillierende Fibern.- 3.14 Vergleich von Ortsdetektoren.- 4. Zeitmessung.- 4.1 Photomultiplier.- 4.2 Szintillatoren.- 4.3 Lichtsammlung.- 4.4 Ebene Funkenzähler.- 5. Teilchenidentifizierung.- 5.1 Neutronenzähler.- 5.2 Flugzeitmessung.- 5.3 Cherenkov-Zähler.- 5.4 Übergangsstrahlungs-Detektoren.- 5.5 Mehrfachmessung der spezifischen Ionisation.- 5.6 Vergleich der Methoden zur Identifizierung geladener Teilchen.- 6. Energiemessung.- 6.1 Elektron-Photon-Schauerzähler.- 6.2 Hadron-Kalorimeter.- 6.3 Eichung und Überwachung von Kalorimetern.- 7. Impulsmessung.- 7.1 Magnetformen für Experimente bei ruhendem Target.- 7.2 Magnetformen für Speicherringexperimente.- 7.3 Zentrale Spurdetektoren für Speicherringexperimente.- 8. Beispiele für Anwendungen von Detektorsystemen.- 8.1 Medizinische Anwendungen.- 8.2 Geophysikalische Anwendungen.- 8.3 Anwendungen in der Raumfahrt.- 8.4 Eine atomphysikalische Apparatur.- 8.5 Ein kernphysikalisches Experiment.- 8.6 Detektorsysteme in der Hochenergiephysik.- 8.6.1 Ein Detektor für hadronische Reaktionen.- 8.6.2 Ein Neutrino-Detektor.- 8.6.3 Ein Detektor für Elektron-Positron-Stöße im Speicherring.- 8.6.4 Ein Detektor für Proton-Antiproton-Stöße im Speicherring.- 8.6.5 Die vier Detektoren am Elektron-Positron-Speicherring LEP.- 8.6.6 Die beiden HERA-Detektoren.- 8.7 Detektoren zum Protonenzerfall.- Literaturnachweis.

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