Moderne Streuexperimente
Teilchennachweis im Groß-Detektor

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Die verschiedenen Teilchen geben sich durch verschiedene Spuren in den einzelnen Detektorschichten zu erkennen.

Die Teilchen geben sich durch unterschiedliche Spuren in den Schalen des Detektors zu erkennen.

Nachweis von Photonen

Bei Photonen kommt es nur zu einem einzigen Energienachweis im elektromagnetischen Kalorimeter. In den Spurdetektoren gibt es kein Signal, weil Photonen keine elektrische Ladung besitzen. Da die Teilchen zudem ihre gesamte Energie im elektromagnetischen Kalorimeter verlieren, schaffen sie es auch nicht weiter.

Es gibt nur einen Nachweis im elektromagnetischen Kalorimeter? Dann war's ein Photon.

Nachweis von Elektronen und Positronen

Da Elektronen und Positronen elektrisch geladen sind, können ihre Spuren in den Spurdetektoren nachgewiesen werden. Im elektromagnetischen Kalorimeter kann die Energie der Teilchen bestimmt werden. Weiter kommen sie nicht.

Spuren in den Spurkammer und ein Nachweis im elektromagnetischen Kalorimeter verraten Elektronen und Positronen.

Nachweis von Quark-Verbindungen

Wenn es zu einem Energienachweis im hadronischen Kalorimeter kommt, ist man wahrscheinlich einem Teilchen, das aus Quarks besteht, auf der Spur. Schlug zudem die Spurkammer an, so war das Teilchen elektrisch geladen, ansonsten neutral.

Signale aus dem hadronischen Kalorimeter weisen auf ein Teilchen aus Quarks hin.

Nachweis von Myonen

Myonen reagieren nur schwach mit Materie. Sie durchqueren daher die Kalorimeter ungestört und sorgen auch noch in den Myonkammern für Signale.

Signale in Myonkammern verraten Myonen.

Nachweis von Neutrinos

Neutrinos hinterlassen überhaupt keine Spuren in einem Vielzweck-Detektor. Ihre Anwesenheit kann nur indirekt bestimmt werden: Wenn die Energie der Teilchen nach dem Zusammenstoß kleiner ist als die Energie vor dem Zusammenstoß, war bestimmt ein Neutrino entwischt.

Wenn nichts passiert, aber dennoch Energie fehlt, könnte ein Neutrino damit auf und davon sein.

Nachweis von extrem kurzlebigen Teilchen (Resonanzen)

Diese Teilchen sind so kurzlebig, dass sie selbst bei Lichtgeschwindigkeit noch nicht einmal den Radius eines Protons durchqueren können. Entsprechend müßig ist der Versuch, sie direkt im Detektor nachzuweisen. Hier helfen nur indirekte Methoden, dass beispielsweise die Reaktionsrate drastisch ansteigt, wenn die freiwerdende Energie der Masse eines solchen Teilchens entspricht.

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