Institut f ur Kernphysik Technische Hochschule ... - GSI WWW-WIN

4. Die Experimente
4.4.1 Die Korrektur der Ortsabhangigkeit der Energieverlust-Signale
In der Vielfachionisationskammer (MUSIC) wird das elektrische Feld senkrecht zur Strahlrichtung angelegt,
um die durch Ionisation freigewordenen Elektronen zu der in vier gleich gro e Segmente aufgeteilten Anode
abzusaugen.
Bei den Energieverlustsignalen tritt jedoch aufgrund von Feldinhomogenitaten eine Ortsabhangigkeit der Signalhohe
auf, die korrigiert werden mu . So erzeugen Ionen, die die Ionisationkammer in der Nahe der Anodenplatten
durchqueren gegenuber dem Mittelwert erhohte und solche, die in Kathodennahe auftre en, erniedrigte
Signale Fur die Signale der einzelnen (i-ten) Anoden gilt hier im allgemeinen die Beziehung:
Eexp�i(Z� v) = ; Eroh�i(Z� v� x) ; E 0 roh�i fkorr�i(xi) (4.7)
wobei Eroh�i das Orginal-Signal und E0 roh�i den ADC-O set darstellen. Fur das Summensignal aller 4 Anoden
wird dann das geometrische Mittel gebildet. Dies hat den Vorteil, da man dann nicht alle Signale auf gleiche
Verstarkung einstellen mu .
Eexp(Z� v) = 4
vu
u
t 4Y
i=1
Eexp�i(Z� v): (4.8)
Bei den hierzu durchgefuhrten Eichmessungen wurde mit dem Primarstrahl am Endfokus uber die x-Richtung
" gewedelt\ bzw. die Fokussierung durch das letzte Quadrupoltriplett am Ausgang des FRS verschlechtert, um
eine moglichst vollstandige Ausleuchtung des Detektors zu erreichen. Mittels der an den zwei Vieldrahtkammern
(MWPC) am Ausgang des Fragmentseparators gemessenen Strahlpositionen wird die Position an den einzelnen
MUSIC-Anoden ausgerechnet. Uber den so gewonnenen Daten wird das Energieverlustsignal der einzelnen
Anoden aufgetragen. Die Ortsabhangigkeit, d.h. die relative Abweichung fkorr(x) des Energieverlustes fur bekannte
Kernladung und feste, gut de nierte Energie der Projektile la t sich im allgemeinen mit einem Polynom
3. Grades beschreiben und die gemessenen Signale entsprechend korrigieren. Da die Vieldrahtkammern keine
100%-ige Ansprechwahrscheinlichkeit besitzten, wurde im Experiment diese Korrekur anhand der geeichten
Orte aus den gemessenen Driftzeiten der Ladungswolken in der Ionisationskammer (vergl. Abschnitt 4.5) durchgefuhrt.
Abb. 4.12 zeigt als Beispiel den Verlauf der relativen Abweichung des Energieverlust-Summensignales
von seinem Wert in der Mitte der Kammer fur die erste MUSIC ohne eine Korrektur auf diese Abhangigkeiten.
Man erkennt, da fur den steilen Abfall bei (negativen) Positionen, d.h. fur Teilchen, die von den Anoden am
weitesten entfernt sind, die Anpassung eines Polynomes 3. Grades nicht mehr ausreichend ist. Dies gilt generell
fur alle betrachteten Experimente, wurde jedoch zugunsten der Einfachheit der Korrektur in Kauf genommen.
In Abb. 4.13 ist die so ermittelte Ortsabhangigkeit des Energieverlustes in der ersten und zweiten MUSIC
fur 0.8 A GeV 136 Xe- und 1.0 A GeV 197 Au-Ionen dargestellt. Gezeigt sind die relativen Abweichungen des
uber die Driftzeiten ermittelten Ortes an den einzelnen Anoden von den durch Strahlverfolgung ermittelten
Positionen { bezogen auf die Mitte der jeweiligen Anode. In der ersten MUSIC, deren elektrisches Feld parallel
zur Strahlposition (x-Richtung) ausgerichtet war, werden fur Ionen nahe der Anode gro ere, fur solche nahe der
Kathode kleinere Signale gemessen. Deutlich erkennbar ist der gespiegelte Verlauf durch die horizontale Drehung
der Kammer um 180 o in Strahlrichtung zwischen dem 136 Xe und 197 Au-Experiment. Die einzelnen Anoden
zeigen in allen Experimenten { bei gleichen Betriebbedingungen { ein untereinander konsistentes Verhalten,
was darauf hinweist, da die bestimmten Ortsabhangigkeiten durch die Geometrie des Detektoraufbaus bedingt
sind. In der zweiten MUSIC, deren elektrisches Feld senkrecht zur Strahlposition (y-Richtung) ausgerichtet war,
fuhren Feldinhomogenitaten in der Nahe der Feldka g-Abschirmung der Kammer zu Signalverlusten. Deutlich
ist zu erkennen, da der Verlauf der Kennlinie fur die erste und letzte Anode starker mit dem Ort variiert als der
der zweiten und dritten. Dies ist auf den storenden Ein u der Randfelder am Ein- und Austritt des Detektors
zuruckzufuhren. Durch Mittelung uber die vier Anoden ergibt sich der Verlauf, der in der Analyse der Daten
verwendet wurde.
In Abb. 4.14 sind die Ergebnisse dieser Prozedur fur die erste und zweite MUSIC fur verschiedene Primarstrahlsorten
zusammengefasst. Man erkennt, da die Ortsabhangigkeiten der Energieverlustsignale in der zweiten
46