IEKP-KA/2013-8 - Institut für Experimentelle Kernphysik - KIT
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24 3. Der AMS-02 Detektor<br />
gien bis zu 1 TeV der Fall ist.<br />
3.8. Teilchensignaturen<br />
Die Signale der beschriebenen Subdetektoren sind in Abbildung 3.13 für die wichtigsten<br />
Teilchen der kosmischen Strahlung und Antihelium bei gleicher Energie von 300 GeV zusammengefasst.<br />
Dabei stehen die angedeuteten Ausschläge nach unten bei TRD und TOF<br />
für Energieabgaben in diesen Subdetektoren. Für den Übergangsstrahlungsdetektor erhält<br />
Abbildung 3.13.: Signaturen von Teilchen bei 300 GeV in den einzelnen Subdetektoren des<br />
AMS-02 Detektors [18].<br />
man für die beiden Leptonen, Elektron und Positron, Übergangsstrahlung in der Intensität<br />
proportional zu deren Gammafaktor, während Protonen und Helium nur ein, hier nicht gezeigtes,<br />
sehr geringes Ionisationssignal hinterlassen. Photonen hinterlassen als ungeladene<br />
Teilchen keine Spuren im gesamten Detektor, können aber im Kalorimeter durch Ionisation<br />
einen elektromagnetischen Schauer auslösen. Außerdem können sie über Paarbildung in<br />
ein Elektron und ein Positron zerfallen und so nachgewiesen werden. Im Flugzeitdetektor<br />
können Teilchen durch ihre Energieabgabe pro Weglänge, die proportional zur getragenen<br />
Ladung im Quadrat ist, charakterisiert werden. Dies ist auch im Spurdetektor möglich,<br />
was anhand der dickeren Spur des Heliums dargestellt ist. Dort wird außerdem das Ladungsvorzeichen,<br />
als einzige Möglichkeit Elektronen von Positronen, oder Helium von Antihelium<br />
zu unterscheiden, bestimmt. Der Ring abbildende Tscherenkow Detektor kann die<br />
Ladung durch die Intensität des Ringes, sowie die Geschwindigkeit über den Ringdurchmesser<br />
bestimmen. Da Helium bei gleicher Gesamtenergie eine geringere Geschwindigkeit<br />
als Protonen oder Leptonen besitzt, ist der Ring hier deutlich größer. Zuletzt folgt das<br />
elektromagnetische Kalorimeter, in dem wie beschrieben elektromagnetische Schauer von<br />
hadronischen Schauern unterschieden werden. In der Abbildung lösen Protonen und Helium<br />
gar keinen Schauer aus und hinterlassen einzig ihr Ionisationssignal proportional zur<br />
Kernladungszahl.<br />
Aus Abbildung 3.13 wird deutlich, dass ein Subdetekor alleine nicht alle Teilchen voneinander<br />
trennen kann. Erst durch das Zusammenspiel aller Subdetektoren kann jeder<br />
Bestandteil der kosmischen Strahlung identifiziert werden.<br />
In Abbildung 3.14 und 3.15 sind ein Elektron und ein Proton Ereignis bei einer Energie<br />
von etwa 90 GeV im Ereignismonitor zu sehen, der in der AMS Software integriert ist.<br />
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