anmerkungen lieber herr giessgen, ich füge hier in rot ein paar anmerkungen und korrekturen an. ich...

16
Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da er erheblich bess lesbar ist.

Upload: wilbert-striegel

Post on 05-Apr-2015

105 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

Anmerkungen

Lieber Herr Giessgen,ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen undKorrekturen an.Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da er erheblich besserlesbar ist.

Page 2: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

Proseminar: Understanding the Universe

Particle Detectors

Tom Gießgen

Page 3: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 3

outline

1. Introduction

2. Interaction with matter

3. Particle detectors in general

4. Semiconductor detector

5. Sources (besser: Literature)

Page 4: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 4

1. Introduction orWhy do we need particle detectors?

experiments in elementary particle physics:when particles are accelerated and collide,

detectors provide information about reaction_products-> conclusion about (! explanation of) actual process

for example at CERNvery (highly) complex (systems of) detectors: ALICE, ATLAS, CMS, ...

source: http://www.kennislink.nl http://www.kip.uni-heidelberg.de

Page 5: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 5

detecting cosmic radiation and neutrinos

Super-Kamiokande in Japan

http://www.hep.shef.ac.uk

Page 6: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 6

other applications:

CT, PET, MRT, X-Ray C-14 method

measurement of ionizing radiation(-> radioprotection)

PET

http://de.wikipedia.org

geiger müller counter

Page 7: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 7

searching for unkown chambers in the Chephren-pyramid

by measuring the intensity of muons

Sehr schönes Beispiel! Wichtig ist, dass Sie den Detektor und die Höhenstrahlung einzeichnen. Vielleicht auch ein Resultat?

Page 8: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 8

2. interaction with matter

charged particles interact mainly with electrons: stimulation (! Excitation) Ionization Coulomb scattering

other effects: Bremsstrahlung Coulomb scattering off the nucleus

uncharged particles interact with atomic matter (Photo effect, Compton effect) first and than create charged particles

Page 9: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 9

Energy-loss of particles is described by Bethe-Bloch formula:

~

z charge of the particleZ,A charge and mass number of detector matter

I value depending on matterbeta, gamma velocity and Lorentz_factor

C constant

−dEdx

Z z²Abeta²

ln I gamma² beta² −beta²−C

Achtung! Nicht lesbar!

Kleine Liste mit A:B:C:D:

Page 10: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 10

minimal ionization occurs when βγ ≈ 4

mean energy loss for MIP

absorber

H2

4.12O

21.82

Al 1.62Si 1.66Fe 1.48Pb 1.13

−dEdx

in MeVg / cm²

dE/dx * rhoin MeV / cmnoch hinzufügen

Page 11: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 11

3. Particle detectors in generalparticles: free molecules, atoms or elementary particles

there are detectors for measuring:

ionization and traceionization_chamber, Geiger-Müller Tube-

tube momentum

magnetic spectrometer time

scintillator (! scintillation) detector energy

semiconductor detector, calorimeter

Page 12: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 12

4. Semiconductor detectors

basically a (reverse biased) p-n-semiconductor diode

Si or Ge as semiconductor

http://ocw.weber.edu

Page 13: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 13

http://nsspi.tamu.edu

semiconductor detector with incoming particle

Gut erklären! Hier kommt es auf das bleibende Verständnis an.

Page 14: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 14

advantages: particles with high energy can be stopped less energy for creating electron-hole-pair required short time response simple installation

disadvantages: must be cooled (especially Germanium) small detector volume -> p-i-n semiconductor

Page 15: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 15

applications of semiconductor detectors

energy measurement

number of charge carriers is proportional to deposited energy

tracking particles

electrodes are stripes on the semiconductor-> 1-dim local information

http://wwwa1.kph.uni-mainz.de

Page 16: Anmerkungen Lieber Herr Giessgen, ich füge hier in ROT ein paar Anmerkungen und Korrekturen an. Ich rate, besser linksbündigen Textsatz zu verwenden, da

04/11/23 proseminar: understanding the universe 16

6. Sources (!Literature)

Teilchendetektoren, Claus Grupen, Wissenschaftsverlag 1993

The Particle Detector Briefbook, R. Bock, A. Vasilescu, Springer Verl. 1998

Physik, Paul Tipler, Akademischer Verlag 1994

wwwa1.kph.uni-mainz.de/Vorlesungen/WS08/FP-Seminar/handouts/KP06_Wanka.pdf