Großdetektor

Im Laufe der Zeit haben sich Physiker Dutzende unterschiedliche Detektortypen ausgedacht. Jeder hat seine Vor- und Nachteile und ist meist für die Beantwortung einer speziellen Frage geeignet:

• Um welches Teilchen handelt es sich?

• Wie groß ist die Energie des Teilchens?

• In welcher Richtung ist es unterwegs?

Es gibt keinen Detektortyp, der alles gleich gut kann. Nach der Devise "Gemeinsam sind wir stark." kommen die einzelnen Detektortypen in modernen Großdetektoren zum Einsatz. Dort sind sie wie Zwiebelschalen umeinander gelegt.

Moderne Experimente der Teilchenphysik sind komplexe Geräte. Mit ihrer Hilfe können Naturkonstanten extrem genau vermessen werden. Der Detektor bei TESLA wird etwa so groß wie ein dreistöckiges Haus - aber im Inneren sind seine Teile auf 1/100 mm genau ausgerichtet.

Spurdetektoren

In den inneren Zwiebelschalen werden die Spuren vermessen, die elektrisch geladene Teilchen hinterlassen. Wenn die Teilchen dabei ein magnetisches Feld durchfliegen, ist ihre Bahn gekrümmt. Anhand der Krümmung lassen sich Rückschlüsse auf den Impuls (Geschwindigkeit mal Masse) und die Ladung der Teilchen ziehen.

Kalorimeter

In Kalorimetern wird die Energie der Teilchen bestimmt. Es werden dabei zwei Typen von Kalorimetern unterschieden: Elektromagnetische Kalorimeter bestimmen die Energie von Elektronen, Positronen und Photonen. Hadronische Kalorimeter kümmern sich um alle Teilchen, die aus Quarks zusammengesetzt sind, die Hadronen.

Magnete

Im Inneren von Großdetektoren herrschen Magnetfelder, die gerne 10.000-mal stärker sind als das Magnetfeld der Erde. Dies krümmt die Bahnen geladener Teilchen auf verräterische Weise. Die Krümmung kann in den Spurdetektoren beobachtet werden.

Myonkammer

Myonen, die schweren Vettern der Elektronen, durchfliegen alle inneren Detektorschichten und können auch noch in den ganz außen liegenden Myonkammern nachgewiesen werden.

Elektronikcontainer

Nur mit Hilfe elektronischer Rechenknechte können Physiker Herr und Dame über die unvorstellbaren Informations-Mengen werden, die in Großdetektoren anfallen: Die Hard- und Software in Elektronikcontainern entscheidet, ob sich bei einem Zusammenstoß auch etwas Spannendes ereignet hat. Die "schlechten" Ereignisse wandern ins Daten-Nirvana, nur die "guten" Ereignisse bekommen die Physiker zu Gesicht.