Experimente
Ein Detektor an einem Collider

Detektoren an Collidern sind häufig nach dem gleichen Schema aufgebaut: Sie sind symmetrisch zur Strahlachse angelegt und bestehen aus mehreren Sub-Detektoren, Nachweisgeräten, die für bestimmte Teilchenarten optimiert sind. Diese Detektoren sind so angelegt, daß sie den Wechselwirkungspunkt zweier Teilchenstrahlen hermetisch umschließen, um von dort ausgehende Teilchenspuren möglichst vollständig nachzuweisen.

Von innen nach außen finden sich folgende Sub-Detektoren: (Wir zeigen hier zwei Schnitte durch den Detektor der ALEPH-Kollaboration am europäischen Kernforschungszentrum CERN, links einen Querschnitt senkrecht zur Strahlachse und rechts einen Längsschnitt durch die Strahlachse.)

  1. der Vertex-Detektor, ein hochauflösender Detektor zur genauen Bestimmung des Primärvertices,

  2. eine Spurkammer, die nahe am Vertex die Teilchenspuren besonders gut auflöst,

  3. eine weitere Spurkammer zur Vermessung der Teilchenspuren,

  4. ein elektromagnetisches Kalorimeter zur Messung der von elektromagnetisch wechselwirkenden Teilchen hinterlassenen Energie (Photonen und Elektronen geben hier ihre gesamte Energie ab und werden gestoppt.),

  5. ein hadronisches Kalorimeter zur Messung der Energie von s. g. Hadronen, d. h. Teilchen die den Kernkräften unterliegen, z. B. Protonen oder Pionen,

  6. und Kammern zur Registrierung durchdringender geladener Teilchen (Myonen).

Die Subdetektoren 1-4 befinden sich im Feld einer meist supraleitenden Spule, die ein homogenes Magnetfeld erzeugt. Daher kann man von der Spurkrümmung in den Spurdetektoren auf den Teilchenimpuls schließen.

Setzt man die Messungen aller Subdetektoren zusammen, so ergibt sich folgendes Bild eines Ereignisses, eines s. g. "Events". Man sieht dabei das Ergebnis der Kollision zweier Teilchen aus dem Strahl, Spuren einer Anzahl von Teilchen, die am Wechselwirkungspunkt entstehen und durch den Detektor fliegen:

Ein solches Bild wird mit einem s. g. Event-Display erzeugt. Im folgenden wollen wir uns mit Events bei dem hier als Beispiel gewählten Aleph-Detektor näher beschäftigen und die Events erläutern.