Kernphysik

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel
Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift
by: Christian Krause, Matr. 1956616 4 EXPERIMENTELLE TECHNIKEN
Ladungstrennung durch ⃗ E eingebaut + angelegte Spannungen.
→ Ähnlich Ionosationskammer, aber
• Medium-Dichte ist viel höher (Kristall) → Effizientere Detektion (Nachweis-Wahrscheinlichkeit
≈ 10 4 − 10 5 x Ionisationskammer)
• ∆E pro e-h-Paar ≈ 1 eV ↔ 10-100 eV in Ionisationskammer → höhere Signale
• Raumladungszone ≈ 1 mm → schneller
• γ-Spektroskopie wird möglich: E γ = Pulsamplitude, Intensität = Häufigkeit der Pulse
• Nachteil: kleines Detektionsvolumen
4.3.4 Spurendetektoren
Häufig: E kin , Teilchenart anhand der Trajektorien, insbesondere in Magnetfeldern detektierbar
Meist: Teilchen gibt E kin entlang Trajektorie ab.
⇒ Eine Vielzahl von Informationen
Nebelkammer, Blasenkammer, Streamer
Konzept Nebelkammer:
1. Kammer mit gesättigtem H 2 O-Dampf (oder Alkohol)
2. (A) Teilcheneinfall: → Trigger: Kammer wird adiabatisch expandiert
3. Übersättigung: Tröpfchenbildung
• Keine Strahlung: Tröpfchen neutral: Kleine Tröpfchen verdampfen, große Tröpfchen ≈
stabil
• Strahlung: Tröpfchen geladen: Kleine Tröpfchen werden stabilisiert
• ⇒ kleine Tröpfchen dort, wo Strahlung durchgeflogen ist
4. Visualisierung (Beleuchtung)
• H 2 O-Dampf: Rayleigh-Streuung: σ ∝ ω 4 , schwach
• (B) große Tröpfchen: r >> λ: Streuung schwach (geometrische Optik)
• kleine Tröpfchen: λ ≈ r: Mie-Streuung, stark
• ⇒ starke Lichtstreuung entlang der Teilchentrajektorien!
zu (A): Adiabatische Expansion
H 2 O-Luft-Gemisch, gesättigt:
p Dampf (V 2 ) =
(
V1
V 2
) κ
· p Dampf (V 1 ) mit κ = 7 5 = 1, 4= Adiabaten-Exponent Seite 37