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By Prof. Dr. rer. nat. Konrad Kleinknecht (auth.)

Der Leser erhält einen umfassenden Überblick über Aufbau und Funktionsweise von Teilchendetektoren. In der four. Auflage werden neuere Entwicklungen wie Silizium-Streifendetektoren, Pixeldetektoren, szintillierende Fasern, neue elektromagnetische Kalorimeter und kompensierende Hadronkalorimeter behandelt. Vertiefend wird nun auch auf aktuelle Forschungsgebiete wie Astroteilchenphysik, kosmische Strahlung, Neutrinophysik und die dunkle Materie im Kosmos eingegangen.

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4 Ionisationsmessung in Fliissigkeiten Fllissigkeiten haben gegenliber Gasen als Ionisationsdetektoren gewichtige Vorteile. Wegen der 103 mal hOheren Dichte ist die pro Schichtdicke des Detektors absorbierte Energie urn denselben Faktor erhoht, ebenso die Zahl der durch Ionisationsprozesse erzeugten freien Elektronen. 5eV und in fllissigem Xenon Wi (LXe) = 16 e V. Die Energieauflosung eines solchen Detektars sollte also bei 1 MeV absorbierter Energie und 5 x 104 freigesetzten Elektronen besser als 1% sein.

Betrachten wir eine Gruppe von Elektronen der thermischen Geschwindigkeit u = J2E/m, die sich isotrop von einem Punkt P weg bewegen. Die Orte der ersten Kollision dieser Elektronen mit Gasatomen werden im Mittel auf einer Kugelliegen, deren Radius durch die mittlere freie Weglange der Elektronen Ae gegeben ist. Schalten wir zustzlich ein homogenes elektrisches Feld der Starke E = (0,0, E) in z-Richtung ein, so durchlaufen die Elektronen unter dem Einfluss der Beschleunigung b = qE/m statt radialer Bahnen parabolische Wege.

0(70/30) .. ... a........... Torr)] Abb. 9. Driftgeschwindigkeit von Elektronen in Argon-Methan-Gemischen [TI 83J. 5 Elektronendrift in elektrischen und magnetischen Feldern Auf Teilchen mit der Ladung q und der Geschwindigkeit v wirkt die Coulombkraft qE im elektrischen Feld und die Lorentzkraft qv x B im magnetischen Feld B. 6 MHz/G annimmt. 87) Tb , mit Vv = ExB/B2+vll und mVIl = qEII' wobei vII und Ell die Komponenten parallel zu B bedeuten, und Tb den Ortsvektor in der Ebene senkrecht zu v D bezeichnet.

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