Institut f ur Kernphysik Technische Hochschule ... - GSI WWW-WIN
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4. Die Experimente<br />
4.4.1 Die Korrekt<strong>ur</strong> der Ortsabhangigkeit der Energieverlust-Signale<br />
In der Vielfachionisationskammer (MUSIC) wird das elektrische Feld senkrecht z<strong>ur</strong> Strahlrichtung angelegt,<br />
um die d<strong>ur</strong>ch Ionisation freigewordenen Elektronen zu der in vier gleich gro e Segmente aufgeteilten Anode<br />
abzusaugen.<br />
Bei den Energieverlustsignalen tritt jedoch aufgrund von Feldinhomogenitaten eine Ortsabhangigkeit der Signalhohe<br />
auf, die korrigiert werden mu . So erzeugen Ionen, die die Ionisationkammer in der Nahe der Anodenplatten<br />
d<strong>ur</strong>chqueren gegenuber dem Mittelwert erhohte und solche, die in Kathodennahe auftre en, erniedrigte<br />
Signale F<strong>ur</strong> die Signale der einzelnen (i-ten) Anoden gilt hier im allgemeinen die Beziehung:<br />
Eexp�i(Z� v) = ; Eroh�i(Z� v� x) ; E 0 roh�i fkorr�i(xi) (4.7)<br />
wobei Eroh�i das Orginal-Signal und E0 roh�i den ADC-O set darstellen. F<strong>ur</strong> das Summensignal aller 4 Anoden<br />
wird dann das geometrische Mittel gebildet. Dies hat den Vorteil, da man dann nicht alle Signale auf gleiche<br />
Verstarkung einstellen mu .<br />
Eexp(Z� v) = 4<br />
vu<br />
u<br />
t 4Y<br />
i=1<br />
Eexp�i(Z� v): (4.8)<br />
Bei den hierzu d<strong>ur</strong>chgefuhrten Eichmessungen w<strong>ur</strong>de mit dem Primarstrahl am Endfokus uber die x-Richtung<br />
" gewedelt\ bzw. die Fokussierung d<strong>ur</strong>ch das letzte Quadrupoltriplett am Ausgang des FRS verschlechtert, um<br />
eine moglichst vollstandige Ausleuchtung des Detektors zu erreichen. Mittels der an den zwei Vieldrahtkammern<br />
(MWPC) am Ausgang des Fragmentseparators gemessenen Strahlpositionen wird die Position an den einzelnen<br />
MUSIC-Anoden ausgerechnet. Uber den so gewonnenen Daten wird das Energieverlustsignal der einzelnen<br />
Anoden aufgetragen. Die Ortsabhangigkeit, d.h. die relative Abweichung fkorr(x) des Energieverlustes f<strong>ur</strong> bekannte<br />
Kernladung und feste, gut de nierte Energie der Projektile la t sich im allgemeinen mit einem Polynom<br />
3. Grades beschreiben und die gemessenen Signale entsprechend korrigieren. Da die Vieldrahtkammern keine<br />
100%-ige Ansprechwahrscheinlichkeit besitzten, w<strong>ur</strong>de im Experiment diese Korrek<strong>ur</strong> anhand der geeichten<br />
Orte aus den gemessenen Driftzeiten der Ladungswolken in der Ionisationskammer (vergl. Abschnitt 4.5) d<strong>ur</strong>chgefuhrt.<br />
Abb. 4.12 zeigt als Beispiel den Verlauf der relativen Abweichung des Energieverlust-Summensignales<br />
von seinem Wert in der Mitte der Kammer f<strong>ur</strong> die erste MUSIC ohne eine Korrekt<strong>ur</strong> auf diese Abhangigkeiten.<br />
Man erkennt, da f<strong>ur</strong> den steilen Abfall bei (negativen) Positionen, d.h. f<strong>ur</strong> Teilchen, die von den Anoden am<br />
weitesten entfernt sind, die Anpassung eines Polynomes 3. Grades nicht mehr ausreichend ist. Dies gilt generell<br />
f<strong>ur</strong> alle betrachteten Experimente, w<strong>ur</strong>de jedoch zugunsten der Einfachheit der Korrekt<strong>ur</strong> in Kauf genommen.<br />
In Abb. 4.13 ist die so ermittelte Ortsabhangigkeit des Energieverlustes in der ersten und zweiten MUSIC<br />
f<strong>ur</strong> 0.8 A GeV 136 Xe- und 1.0 A GeV 197 Au-Ionen dargestellt. Gezeigt sind die relativen Abweichungen des<br />
uber die Driftzeiten ermittelten Ortes an den einzelnen Anoden von den d<strong>ur</strong>ch Strahlverfolgung ermittelten<br />
Positionen { bezogen auf die Mitte der jeweiligen Anode. In der ersten MUSIC, deren elektrisches Feld parallel<br />
z<strong>ur</strong> Strahlposition (x-Richtung) ausgerichtet war, werden f<strong>ur</strong> Ionen nahe der Anode gro ere, f<strong>ur</strong> solche nahe der<br />
Kathode kleinere Signale gemessen. Deutlich erkennbar ist der gespiegelte Verlauf d<strong>ur</strong>ch die horizontale Drehung<br />
der Kammer um 180 o in Strahlrichtung zwischen dem 136 Xe und 197 Au-Experiment. Die einzelnen Anoden<br />
zeigen in allen Experimenten { bei gleichen Betriebbedingungen { ein untereinander konsistentes Verhalten,<br />
was darauf hinweist, da die bestimmten Ortsabhangigkeiten d<strong>ur</strong>ch die Geometrie des Detektoraufbaus bedingt<br />
sind. In der zweiten MUSIC, deren elektrisches Feld senkrecht z<strong>ur</strong> Strahlposition (y-Richtung) ausgerichtet war,<br />
fuhren Feldinhomogenitaten in der Nahe der Feldka g-Abschirmung der Kammer zu Signalverlusten. Deutlich<br />
ist zu erkennen, da der Verlauf der Kennlinie f<strong>ur</strong> die erste und letzte Anode starker mit dem Ort variiert als der<br />
der zweiten und dritten. Dies ist auf den storenden Ein u der Randfelder am Ein- und Austritt des Detektors<br />
z<strong>ur</strong>uckzufuhren. D<strong>ur</strong>ch Mittelung uber die vier Anoden ergibt sich der Verlauf, der in der Analyse der Daten<br />
verwendet w<strong>ur</strong>de.<br />
In Abb. 4.14 sind die Ergebnisse dieser Prozed<strong>ur</strong> f<strong>ur</strong> die erste und zweite MUSIC f<strong>ur</strong> verschiedene Primarstrahlsorten<br />
zusammengefasst. Man erkennt, da die Ortsabhangigkeiten der Energieverlustsignale in der zweiten<br />
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