Messung der Phi-abhängigen Verstärkung von

Messung der Phi-abhängigen Verstärkung von
Photoröhren im Magnetfeld
Bachelorarbeit
im
Studiengang
“Bachelor of Science”
im Fach Physik
an der Fakultät für Physik und Astronomie
der Ruhr-Universität Bochum
von
Tobias Holtmann
aus Oberhausen
Bochum Wintersemester 2011/2012
Zusammenfassung
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Messung
der φ-abhängigen Verstärkung von Vakuum-Photoröhren im Magnetfeld, wie sie vorraussichtlich in der vorderen Endkappe des elektromagnetischen Kalorimeters des P̄ANDA1 -Detektors eingesetzt werden. Bei den beiden untersuchten Photoröhrentypen handelt es sich
um die sogenannten Vakuum-Photo-Trioden2 und die Vakuum-PhotoTetroden3 der Firma Hamamatsu. Beide qualifizieren sich durch gute
Magnetfeldresistenz im Vergleich zu herkömmlichen Photomultipliern.
Die Messungen führen die Bachelorarbeiten von Patrick Böhm und
Phillip Schneider fort und analysieren die Vakuum-Photoröhren auf
ihre Verstärkung in Abhängigkeit vom φ-Winkel innerhalb des Magnetfeldes.
1
AntiProton Annihilation at Darmstadt
Vakuum-Photo-Triode = VPT
3
Vakuum-Photo-TeTrode = VPTT
2
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Physikalische Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Das P̄ANDA-Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3 Das elektromagnetische Kalorimeter . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
2
4
2 Szintillatoren
2.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Organische Szintillatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Anorganische Szintillatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
5
5
5
3 Photodetektoren
3.1 Photomultiplier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Vakuum-Photo-Trioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Vakuum-Photo-Tetroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
6
7
8
4 Elektronenbewegung im Magnetfeld
10
5 Messaufbau
13
6 Messung
6.1 Hamamatsu VPTT R11375 MOD ZG4475 . . .
6.1.1 Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦ .
6.1.2 Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦
6.1.3 Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 20◦
6.2 Hamamatsu VPT R11375 MOD3 ZG4462 . . .
6.2.1 Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦ .
6.2.2 Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦
16
17
17
20
22
24
24
25
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7 Ergebnisse und Fazit
28
8 Danksagung
29
Abbildungsverzeichnis
Literaturverzeichnis
i
iii
1 EINLEITUNG
1
Einleitung
1.1
Physikalische Motivation
Schon immer waren die Menschen auf der Suche nach einer konsistenten und
vollständigen Erklärung unseres Universums.
Insgesamt sind vier Arten von Wechselwirkungen zwischen Teilchen bekannt.
Eine dieser Wechselwirkungen ist die Gravitation, welche eine unendliche
Reichweite besitzt und durch die Erzeugung der Gewichtskraft das menschliche Leben stark beeinflusst. In der Quantentheorie, welche jeder Wechselwirkung ein Austauschteilchen zuordnet, nimmt man an, dass die Gravitation
von dem masselosen Graviton übertragen wird.
Eine weitere Wechselwirkung ist die elektromagnetische Wechselwirkung. Sie
besitzt ebenfalls eine unendliche Reichweite und wirkt sowohl anziehend als
auch abstoßend, je nach Vorzeichen der Teilchenladung. Desweiteren wird sie
durch das Photon übermittelt.
Die dritte Wechselwirkung ist die schwache Wechselwirkung mit einer Reichweite < 10−15 m, die durch die W± und Z0 -Bosonen übertragen wird und für
den β-Zerfall verantwortlich ist.
Als letzte Wechselwirkung ist die starke Wechselwirkung mit einer Reichweite von ungefähr 2, 5 · 10−15 m zu nennen. Sie wirkt zwischen Quarks und hält
somit die Hadronen zusammen. Eine Besonderheit der starken Wechselwirkung ist, dass die Gluonen, die Austauschteilchen, geladen4 sind.
Die drei letztgenannten Wechselwirkungen können durch das Standardmodell der Teilchenphysik beschrieben werden. Dieses schließt die Gravitation
nicht mit ein, da es noch nicht gelungen ist, diese mit den anderen drei fundamentalen Wechselwirkungen zu vereinigen. Das Standardmodell kann außerdem einige Beobachtungen nicht erklären, wie z.B. die von Null verschiedene
Ruhemasse der Neutrinos. Somit ist das Standardmodell unvollständig und
reicht zu einer umfassenden Erklärung der Welt nicht aus.
Um einigen der noch offenen und grundsätzlichen Fragen der modernen Teilchenphysik nachzugehen, wird an der GSI5 in Darmstadt die Beschleunigeranlage FAIR6 gebaut. Hierbei wird ein gekühlter Antiprotonenstrahl aus dem
HESR7 auf ein Target8 gelenkt und die dabei entstehenden von der Theo4
“Farbladung”
Gesellschaft für SchwerIonenforschung mbH
6
Facility of Antiproton and Ion Research
7
High Energy Storage Ring
8
Fixed Target
5
1
1 EINLEITUNG
rie vorausgesagten Kombinationen aus Quarks und Gluonen sollen von dem
eigens dafür entwickelten P̄ANDA-Detektor spektroskopisch untersucht werden. Weiterhin ist es wichtig, einen Detektor mit einer hohen Energie-, Zeitund Ortsauflösung zu bauen, der Photonen in einem Energiebereich von 10
MeV bis 10 GeV messen kann. Ebenfalls obligatorisch ist eine sehr präzise
Bestimmung des Öffnungswinkels zwischen koinzidenten9 Photonen. Daraus
folgt, dass der zu bauende Detektor ein hohes Maß an Präzision und Effizienz
aufweisen muss.
Die Entwicklung des P̄ANDA-Detektors ist auf 53 Institute aufgeteilt; so
wird zum Beispiel an der Ruhr-Universität Bochum ein Prototyp der vorderen Endkappe des EMC10 gebaut. Um die genannten Anforderungen zu
erfüllen, ist es notwendig, spezielle Photodetektoren zu entwickeln und auf
ihre Temperaturabhängigkeit, Quanteneffzienz, Magnetfeldabhängigkeit und
vieles mehr zu testen [TPR05] [KLA11].
1.2
Das P̄ANDA-Experiment
Abbildung 1: Der P̄ANDA-Detektor [GSI1]
Im P̄ANDA-Experiment wird ein gekühlter Antiprotonenstrahl mit Impulsen zwischen 1,5 GeV/c und 15 GeV/c auf ein Target geschossen. Die Antiprotonen kollidieren entweder mit einem Wasserstoff-Cluster-Jet-Target oder
einem Wasserstoff-Pellet-Target. Bei Verwendung des Pellet-Targets werden
9
10
d.h. zeitgleich (eintreffenden)
ElectroMagnetic Calorimeter
2
1 EINLEITUNG
gefrorene Wasserstoffkügelchen in den Strahl fallen gelassen und wechselwirken dort mit den beschleunigten Antiprotonen. Hierbei soll eine Luminosität von bis zu 2 · 1032 cm−2 s−1 erreicht werden. Das P̄ANDA-Experiment
ist spezialisiert auf die Hadronen-Spektroskopie, um die bei der ProtonenAntiprotonen-Kollision entstehenden Hadronen zu detektieren.
Der Detektor gliedert sich in das Target-Spektrometer und das VorwärtsSpektrometer. Das Target-Spektrometer ist im linken Teil von Abbildung 1
zu sehen und besteht aus einem Fass und zwei Endkappen. Das VorwärtsSpektrometer dient zur Erfassung der Ereignisse für Winkel < 10◦ horizontal
und < 5◦ vertikal zur Strahlrichtung. Beide Spektrometerteile sind mit Spurverfolgung ausgestattet und haben die Möglichkeit, sowohl geladene Teilchen zu identifizieren (wie z.B. Myonen) als auch kalorimetrische Messungen
durchzuführen. Insgesamt decken sie nahezu den gesamten Raumwinkel von
4π ab.
Ein Großteil der Detektorkomponenten befindet sich in einem Magnetfeld;
im Target-Spektrometer wird ein Feld von 2 T von einer supraleitenden Solenoidspule erzeugt, im Vorwärts-Spektrometer durchqueren die gestreuten
Teilchen einen großen Dipolmagneten.
Der Teil des P̄ANDA-Experiments, an dem Forscher der Ruhr-Universität
Bochum beteiligt sind, gehört zum Target-Spektrometer und befindet sich
im elektromagnetischen Kalorimeter. Aktuell befasst sich der Lehrstuhl für
Experimentalphysik I unter anderem mit dem Aufbau eines Prototypen der
Vorwärts-Endkappe [TDR08] [KLA11].
3
1 EINLEITUNG
1.3
Das elektromagnetische Kalorimeter
Abbildung 2: Aufbau des EMC [GSI2]
Das EMC dient zur Energiebestimmung der nach der Kollision auftretenden Teilchen. Das EMC des Target-Spektrometers besteht hauptsächlich aus
drei Bauteilen: Zum einen aus dem sogenannten Barrel, dem fassförmigen
Mittelteil, und zum anderen aus zwei Endkappen, welche in Vorwärts- und
Rückwärtsrichtung unterteilt sind. In Abbildung 2 sieht man das Fass (blau)
und die Vorwärts-Endkappe (grün). Darüber hinaus gibt es noch das EMC
im Vorwärts-Spektrometer für sehr kleine Winkel zur Strahlachse.
Das Kalorimeter besteht aus 11360 Szintillator-Kristallen im Fass, 592 Kristallen in der Rückwärts-Endkappe und 3600 Kristallen in der VorwärtsEndkappe. Die Kristalle bestehen aus Blei-Wolframat (PbWO4 , auch PWO).
Die hier verwendeten PWO-Kristalle haben eine doppelt so hohe Lichtausbeute wie die Kristalle im CMS11 -Experiment am CERN12 . Um die Lichtausbeute weiter zu verbessern, werden die Kristalle auf eine Betriebstemperatur
von −25◦ C heruntergekühlt. Die Längsachsen der Kristalle sind nicht direkt
auf den Wechselwirkungspunkt ausgerichtet, sodass keine Teilchen durch die
Zwischenräume zwischen den Kristallen fliegen und so undetektiert bleiben
können [TDR08] [KLA11].
11
12
Compact Muon Solenoid
Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire
4
2 SZINTILLATOREN
2
Szintillatoren
2.1
Grundlagen
Szintillatoren sind Materialien, die beim Durchgang von Photonen oder geladenen Teilchen angeregt werden und sich unter Emission von Licht wieder
abregen. Dieses Licht kann von Photomultipliern oder Halbleiterdetektoren
gemessen werden. Als Szintillatormaterialien können organische Stoffe, anorganische Kristalle oder Gase verwendet werden.
Wenn hochenergetische Photonen, Elektronen oder Positronen mit dichter
Materie, im Detektor folglich mit den Szintillatoren kollidieren, werden Teilchenschauer ausgelöst. Es entstehen durch Wechselwirkung aus den hochenergetischen Teilchen, Teilchen mit niedrigerer Energie. Dieser Schauer weitet
sich aus, bis die Energie der entstehenden Teilchen klein genug ist, dass sie
durch Anregung von Atomen des Szintillatormaterials und Abstrahlen dieser
Energie Photonen erzeugen. Die Anzahl der erzeugten Photonen ist dabei
proportional zur Energie der eingefallenen Strahlung.
2.2
Organische Szintillatoren
Organische Szintillatoren können als Kristalle, Flüssigkeiten oder polymere
Festkörper verwendet werden. Der Mechanismus der Szintillation beruht auf
der Anregung von Molekülzuständen in einem primären Fluoreszenzstoff, die
beim Zerfall UV-Licht emittieren. Ein zweites fluoreszierendes Material muss
dem Szintillator hinzugefügt werden, da UV-Licht in den meisten durchsichtigen Materialen eine nur sehr geringe Reichweite besitzt [KLE05].
2.3
Anorganische Szintillatoren
Anorganische Szintillatoren sind Kristalle, die mit Aktivator-Zentren13 dotiert sind. Ionisierende also geladene Teilchen erzeugen in diesem Festkörper
freie Elektronen, freie Löcher oder Elektron-Loch-Paare14 . Im Kristallgitter
wandern solche Anregungszustände, bis sie auf ein Aktivator-Zentrum treffen. Das Aktivator-Zentrum ist nun angeregt und zerfällt unter Emission von
Photonen wieder in den Grundzustand. Der Ionisationsverlust der Teilchen
bestimmt, wieviele Photonen in dem Kristall erzeugt werden [KLE05].
13
14
Farbzentren
Exzitonen
5
3 PHOTODETEKTOREN
3
3.1
Photodetektoren
Photomultiplier
Allgemein werden zur Detektion von Photonen sogenannte Photomultiplier
benutzt. Bei solch einem Photomultiplier werden durch einfallende Photonen
durch den photoelektrischen Effekt Elektronen aus dem Kathodenmaterial
herausgeschlagen. Die Energie, die die Photonen benötigen um ein Elektron
auszulösen, ist materialabhängig. Auf diese Eigenschaften muss bei der Wahl
der Detektoren geachtet werden. Nicht jedes Photon, das über ausreichende
Energie verfügt, löst beim Auftreffen auf die Photokathode ein Elektron aus.
Wie effizient dieser Prozess ist, wird durch die Quanteneffizienz angegeben,
welche eine wellenlängenabhängige Größe ist. Sie wird durch den Quotient
aus der Zahl der ausgelösten Elektronen Ne und der Zahl der auf die Kathode
aufgetroffenen Photonen bzw. Lichtquanten Nλ beschrieben:
Ne
(1)
Nλ
Die aus der Kathode herausgelösten Elektronen werden nun durch ein elektrisches Feld durch eine Fokussierelektrode hindurch auf eine Dynode gelenkt,
wo durch auftreffende Elektronen jeweils mehrere Elektronen (Sekundärelektronen) ausgelöst werden. Diese werden zu weiteren Dynoden gelenkt, wodurch das ursprüngliche Signal um einem Faktor von 106 − 108 , abhängig
von der Zahl der Dynodenstufen, verstärkt wird. Im Multiplier muss von der
Kathode zur ersten Dynode und den folgenden Dynoden ein jeweils ansteigendes positives Potential angelegt werden, um die Elektronen zu lenken und
zu beschleunigen. Die Elektronen lassen sich an der Anode, die das höchste
Potential haben muss, als Stromimpuls messen.
η=
6
3 PHOTODETEKTOREN
Abbildung 3: Aufbauschema eines Photomultipliers [WIK1]
Im EMC von P̄ANDA herrscht ein Magnetfeld von bis zu 2 T. Dies schließt
den Gebrauch herkömmlicher Photomultiplier aus, da die Elektronen durch
die Lorentzkraft eine zu starke Ablenkung erfahren würden und nicht das
komplette Signal an der Anode messbar wäre.
Aus diesem Grund werden alternative Photodetektoren benötigt. Im Barrelpart des EMC werden Large-Area-Avalanche-Photodioden15 benutzt, deren
Verstärkung nicht magnetfeldabhängig ist und die unter jedem Winkel zum
Magnetfeld eingesetzt werden können. Die VPT/T bieten bei hohen Raten
eine gute Zeitauflösung. Zusätzlich bieten die Röhren eine höhere Strahlenhärte als die Dioden. In Festkörperdetektoren, wie den LAAPDs tritt
zusätzlich der“nuclear counter effect” auf, durch den auch Produkte radioaktiver Strahlung beim Durchdringen des Detektors ein Signal auslösen, was
nicht erwünscht ist. Aus diesen Gründen sind die VPT/T als Detektoren in
der Vorwärtsendkappe den LAAPDs vorzuziehen [SCH11].
3.2
Vakuum-Photo-Trioden
Eine Vakuum-Photo-Triode funktioniert nach demselben Prinzip wie ein klassicher Photomultiplier, jedoch besitzen sie einen anderen Aufbau. Die Anordnung von Dynode und Anode ist vertauscht und als Anode wird nur ein Gitter
benutzt.
15
LAAPD
7
3 PHOTODETEKTOREN
Abbildung 4: Schematischer Aufbau
einer VPT [LEY10]
Abbildung 5: Bild einer Hamamatsu VPT
Auch in den Trioden muss das positive Potential an der Anode höher sein
als das Potential der Dynode. Die Photokathode ist auf Masse gelegt. Die
aus der Kathode ausgelösten Elektronen passieren zunächst das Anodengitter, während sie weiter zur Dynode hinbeschleunigt werden. Die aus dieser
Dynode herausgeschlagenen Elektronen werden dann wieder zurück in Richtung der Gitteranode beschleunigt, dort absorbiert und als Photostrom gemessen. Auf Grund der kurzen Flugbahn der Elektronen in der Triode ist
die Verstärkung des Signals nicht mehr so stark magnetfeldabhängig, wie bei
einem Multiplier mit vielen Dynodenstufen [SCH11].
3.3
Vakuum-Photo-Tetroden
Die Funktionsweise einer Vakuum-Photo-Tetrode ist vergleichbar mit der einer Vakuum-Photo-Triode, jedoch besitzen die Tetroden im Gegensatz zu
den Trioden eine zweite Dynodenstufe, was zu einer höheren Verstärkung
führt.
Abbildung 6: Schematischer Aufbau
einer VPTT [LEY10]
Abbildung 7: Bild einer Hamamatsu VPTT
8
3 PHOTODETEKTOREN
Der längere Weg der Elektronen und das zusätzliche Gitter führt jedoch auch
zu einer höheren Magnetfeldabhängigkeit der Verstärkung. In den Tetroden
liegt die Photokathode ebenfalls auf Masse, das positive Potential ist ansteigend von der 1. Dynode zur 2. Dynode zur Anode angelegt [SCH11].
9
4 ELEKTRONENBEWEGUNG IM MAGNETFELD
4
Elektronenbewegung im Magnetfeld
Die Bewegung der Elektronen ist abhängig vom angelegten Magnetfeld. Dies
wirkt sich auf die gemessene Verstärkung aus, da Elektronen nicht mehr
durch das Anodengitter zur Dynode gelangen oder auch das Anodengitter
verfehlen können. Aus diesem Grund wird eine Betrachtung der Elektronenbewegung in Magnetfeldern und elektrischen Feldern, die in der Röhre durch
die Potentiale gegeben sind, auf Grundlage der Lorentzkraft durchgeführt:
~ + e · ~v × B
~
m · ~a = e · E
(2)
In dieser Gleichung stellen m und e die Masse und Ladung des Elektrons dar,
~a und ~v sind die Beschleunigung und Geschwindigkeit des Teilchens. Das BFeld und die Winkel zwischen der Achse der Röhre, E-Feld und B-Feld sind
wie in folgender Skizze definiert. Zusätzlich kann ein Koordinatensystem für
die VPT/T aufgestellt werden.
Abbildung 8: Skizze einer Triode mit den definierten Koordinanten [CMS99]
Durch die Aufspaltung der Gleichung in die einzelnen Komponenten ergeben
sich die folgenden gekoppelten Diffentialgleichungen:
d2 x
e
=
· Ecos(θ)
2
dt
m
(3)
d2 y
e
dz
=
·
(Esin(θ)
+
B
)
dt2
m
dt
(4)
10
4 ELEKTRONENBEWEGUNG IM MAGNETFELD
d2 z
dy
e
(5)
=− ·B
2
dt
m
dt
Durch Integration dieser Gleichungen mit den Anfangsbedingungen ~x = ~x0
und ~v = ~v0 bei t = 0 erhält man:
1 ωE
·
cos(θ)t2 + v0x t + x0
2 B
(6)
β
β
v0y
sin(ωt) − cos(ωt) + y0 +
ω
ω
ω
(7)
β
v0y
E
v0y
sin(ωt) +
cos(ωt) − sin(θt) + z0 −
ω
ω
B
ω
(8)
Be
m
(9)
x=
y=
z=
Wobei gilt:
ω=
E
sin(θ)
(10)
B
Um in die Koordinanten der VPT/T zu gelangen, gelten die folgenden Transformationen:
β = v0z +
x0 = xcos(θ) + ysin(θ)
(11)
y 0 = −xsin(θ) + ycos(θ)
(12)
z0 = z
(13)
Durch die Gleichungen für x, y und z ist ersichtlich, dasss es sich bei der
Bewegung des Elektrons um eine spiralartige Bewegung handelt, mit einer
Kreisbewegung in der y − z-Ebene mit der Kreisfrequenz ω und dem Kreisradius ρ, wobei ρ gegeben ist durch:
v0y 2
β
) + ( )2
(14)
ω
ω
Wobei der Mittelpunkt des Orbits (yc , zc ), der in der y − z-Ebene driftet,
durch die Gleichungen beschrieben wird:
ρ2 = (
yc = y0 +
v0z Esin(θ)
+
ω
Bω
11
(15)
4 ELEKTRONENBEWEGUNG IM MAGNETFELD
v0y Esin(θ)t
−
(16)
ω
B
Die Bewegung in Richtung des Magnetfeldes stellt eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung dar, gegeben durch:
zc = z0 −
x=
1 eE
cos(θ)t2 + v0x t + x0
2m
(17)
Desweiteren ist je nach Lage der VPT der Gitterabstand in z-Richtung nicht
genau λ. Liegt das Gitter parallel zu den Koordinatenachsen, so beträgt der
Gitterabstand in Driftrichtung z genau λ. Wird die VPT um einen Winkel φ
gedreht,
so vergrößert sich der Abstand, bis das Maximum bei φ = 45◦ mit
√
λ0 = 2λ erreicht ist. Die Fälle φ = 45◦ + n · 90◦ sind äquivalent zu betrachten [CMS99].
12
5 MESSAUFBAU
5
Messaufbau
Der in dieser Bachelorarbeit verwendete Messaufbau basiert auf dem von Michael Leyhe im Rahmen seiner Masterarbeit zum Thema“Tests zur Auslese
von PWO-Szintillatoren” angefertigten Aufbau.
Dieser besteht aus einem Stativ aus Kunststoff und besitzt eine Halterung
für die Photoröhren, die sich gegen das Magnetfeld in einem Winkelbereich
zwischen θ = 0◦ und θ = 20◦ drehen lässt. In der Halterung befindet sich
ein 15 cm langer Lichtmischer, der über einen Lichtwellenleiter mit einem
Lichtpulser verbunden ist.
Abbildung 9: Stativ in
schwarzer Folie
Abbildung 10: Drehbare Halterung mit Photoröhre
Dieser wird über einen Pulsgenerator mit einer Frequenz von f = 1 kHz betrieben. Der Lichtmischer ist mit Spiegelfolie beklebt, um die Lichtausbeute
zu maximieren und das austretende Licht möglichst homogen zu halten. Über
eine im 45◦ -Winkel abgeschliffene Ecke des Lichtmischers wird das Licht in
die Photoröhre eingekoppelt. Um den φ-Winkel der Photoröhre während der
Messung ändern zu können, wird die VPT bzw. VPTT mit einer selbst angefertigten 180◦ -Skala beklebt. Hierbei wird die Ausrichtung der Skala zum
Photodetektor willkürlich gewählt, da keine weiteren Informationen zum inneren Aufbau vorliegen.
13
5 MESSAUFBAU
Abbildung 11: Verwendete 180◦ Skala
Abbildung 12: Skala an der untersuchten VPT
Zum Schutz vor Streu- und Umgebungslicht, welche zu einer Verfälschung
des Messergebnisses führen würden, ist die Röhrenhalterung mit schwarzer
Folie und schwarzem Klebeband umwickelt. Hierbei ist eine Öffnung freigelassen worden, in Abbildung 9 ansatzweise zu erkennen, um den jeweiligen
φ-Winkel einstellen zu können. Desweiteren wird bei dieser Messung auf optisches Gel verzichtet, da die optischen Kopplung sich aufgrund des ständigen Drehens der Photoröhre, um einen neuen φ-Winkel einzustellen, ändern
würde. Zur Spannungsversorgung und zur Auslese der Daten werden speziell für die Röhren entwickelte Vorverstärker des Instituts für Physik der
Universität Basel benutzt. Der jeweils zum verwendeten Röhrentyp passende Vorverstärker wird in einem kleinen Metallgehäuse an der Halterung der
Röhre montiert. Das Metallgehäuse wird deshalb direkt an der Röhrenhalterung positioniert, damit der Weg des ungeschirmten Kabels minimal bleibt,
um so das Noise so gering wie möglich zu halten. Das Metallgehäuse sowie die
schwarze Folie, welche sich ebenfalls als gering leitfähig herausstellte, werden
geerdet, um weiteres Noise zu minimieren.
Die Vorverstärker werden mit einer Spannung von 6 V sowie mit der dem
Röhrentyp entsprechenden Hochspannung versorgt. Die Spannung zum Betrieb des Lichtpulsers wird dabei dem NIM-Crate entnommen, in welchem
auch die restlichen Geräte untergebracht sind. Zum Auslesen der Daten wird
das vorverstärkte Signal in einen Linear-Verstärker und von dort in einen
Analog-Digital-Wandler geleitet. Das nun digitalisierte Signal wird über USB
an ein Notebook weitergegeben und mit der entsprechenden Software ausgewertet. Die verwendeten Geräte in diesem Aufbau sind:
1. NIM-Crate
2. Hochspannungsversorgung: Harshaw High Voltage Power Supply NV25A
14
5 MESSAUFBAU
3. Netzteil zur Generierung der ±6V Gleichspannung
4. Linear-Verstärker: Canberra Spectroscopy Amplifier Model 2010
5. Analog-Digital-Wandler: Berthold Silena 400 MHz ADC Modell 7420
6. Lichtpulser
7. Pulsgenerator: LeCroy Pulse Generator 9210
8. Notebook
Abbildung 13: Messaufbau
Der Platz zwischen den Polschuhen des Magneten, in welchem sich die Röhrenhalterung befindet, reicht aus, um den zwischen θ-Winkel zwischen 0◦ und
20◦ variieren zu können. Für die Messungen im Magnetfeld wird der Aufbau
mit zwei Bleiziegeln fixiert, um Bewegungen durch das Magnetfeld vorzubeugen [SCH11].
15
6 MESSUNG
6
Messung
Um die Magnetfeldabhängigkeit der Röhren zu untersuchen, wird folgendes
Messprogramm verwendet, wobei die steigenden bzw. absteigenden Variablen
in entsprechenden Schritten verstellt worden sind:
• Messung bei maximalem Magnetfeld und steigendem φ-Winkel mit
θ = 0◦
• Messung bei maximalem Magnetfeld und steigendem φ-Winkel mit
θ = 10◦
• Messung bei maximalem Magnetfeld und steigendem φ-Winkel mit
θ = 20◦
• Messung bei ansteigendem und abfallendem Magnetfeld bei φ-Winkeln
mit niedrigster bzw. höchster Verstärkung
Das Magnetfeld des verwendeten Magneten ließ sich über die Stromstärke
variieren. Die maximale Stromstärke betrug 600 A. Das entspricht am Ort der
Röhre einem maximalen Magnetfeld von 1,2 T. Dieser Wert entspricht auch
ungefähr dem Magnetfeld, welches im späteren Experiment an der Position
der Röhren maximal herrschen wird.
Abbildung 14: Magnetfeldverlauf in P̄ANDA [LEY10]
Die Stromstärke und damit das Magnetfeld sind zwischen den Messungen um
jeweils 40 A erhöht worden. Die exakte Magnetfeldstärke am Ort der Röhre
16
6 MESSUNG
wurde mit einer Hallsonde ermittelt.
Der φ-Winkel wurde in 10◦ -Schritten von 0◦ bis 180◦ variiert. Hierbei wurde ein Fehler von ±3◦ angenommen, da die Skala selbst angefertigt wurde
und das Einstellen des jeweiligen Winkels nicht immer exakt war. Nach einer
durchgeführten-Messung sind die Messwerte für die Verstärkung auf Punkte
mit der niedrigsten bzw. höchsten Verstärkung untersucht worden, um bei
diesen Winkeln eine neue Messung mit ansteigendem und abfallendem Magnetfeld durchzuführen.
Alle Messpunkte sind über eine Dauer von 30s aufgenommen worden. Weiterhin wurde bei der Messung mit variablem φ-Winkel jeweils eine Kalbrationsmessung vor und nach der eigentlichen Magnetfeldmessung durchgeführt,
um so ein mögliches Zurückdrehen der Röhre während der Messung zu analysieren und die unterschiedlichen Lichtkopplungen, welche durch das Drehen
des φ-Winkels entstehen, zu berücksichtigen. Somit konnten die gemessenen
Verstärkungen bei φ 6= 0◦ auf die φ = 0◦ Messung kalibriert werden.
Die digitalisierten Messwerte des Analog-Digital-Wandlers wurden in ein Histogramm eingetragen. In den entstandenen Histogrammen wurde mit dem
Programm ROOT16 eine Gaussverteilung gefittet und jeweils eine komplette
Messreihe zusammengefasst. Die Werte der Gaussverteilung wurden jeweils
auf den ersten Wert der Messung normiert und in Diagramme eingetragen.
Durch die Normierung ist auf den Ordinatenachsen der Diagramme die relative Verstärkung zum Normierungspunkt der dargestellten Messung aufgetragen [SCH11].
6.1
6.1.1
Hamamatsu VPTT R11375 MOD ZG4475
Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦
Zunächst wird eine Vakuum-Photo-Tetrode der Firma Hamamatsu mit der
Bezeichnung “R11375 MOD ZG4475” auf die φ-Anhängigkeit im Magnetfeld
untersucht. Diese Messung wird bei einem θ-Winkel von 0◦ und bei einem
maximalem Magnetfeld von 1,2 T durchgeführt. Hierbei sollte das Magnetfeld
keinen Einfluss auf die Bewegung der Elektronen haben, da sie sich parallel
zum Magnetfeld bewegen. Somit folgen die Elektronen den Magnetfeldlinien
ohne eine Kreisbewegung durchzuführen oder abgelenkt zu werden.
16
root.cern.ch
17
6 MESSUNG
Abbildung 15: VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦
In Abbildung 15 kann man zunächst einen Abfall der relativen Verstärkung
um 1 % erkennen. Auffällig ist nun der rapide Anstieg der Verstärkung um
∼ 8 % innerhalb einer 40◦ Drehung des φ-Winkels. Dieses Verhalten kann einfach dadurch erklärt werden, dass die beiden Gitter (Anoden- und Dynodengitter) nun so zueinander positioniert sind, dass wieder mehr Elektronen die
Gitter passieren können. Die Verstärkung fällt danach wieder auf einen Wert
ab, der aber noch ∼ 2 % über der normierten Verstärkung bei φ = 0◦ liegt,
und steigt dann wieder bis φ = 140◦ um ∼ 6 % an. Nach einer 180◦ Drehung
erreicht die Verstärkung wieder den normierten Wert. Insgesamt kann man
somit eine eindeutige 180◦ -Symmetrie des φ-Winkels erkennen, in der die
Verstärkung um maximal 9 % schwankt.
Im Gegensatz zu der anfänglichen Behauptung, dass man bei θ = 0◦ keine so
starke φ-Abhängigkeit erkennen sollte, kann man starke Schwankungen im
Verstärkungsverhalten sehen. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass das
erzeugte Magnetfeld an der Position, an der sich die Photoröhre befand, inhomogen war und somit zu einer Ablenkung der Elektronenbewegung geführt
hat.
Nun werden die φ-Winkel mit der niedrigsten bzw. höchsten relativen Verstärkung
ermittelt und bei variablem Magnetfeld vermessen, um einerseits eine Aussage über den wirklichen Abfall der Verstärkung treffen zu können und um
andererseits einen Bereich zu ermitteln, in dem sich die Verstärkungen aufgrund der Veränderung des φ-Winkels befinden. Als φ-Winkel mit der niedrigsten Verstärkung kann eindeutig φ = 10◦ ausgemacht werden. Die höchste
Verstärkung ist bei φ = 140◦ zu finden.
18
6 MESSUNG
Abbildung 16: VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit θ = 0◦ bei variablem
Magnetfeld
Abbildung 17: VPTT: Gezoomtes Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 0◦ bei variablem Magnetfeld
Einerseits kann man deutlich den starken Abfall der Verstärkung bei beiden φ-Winkeln erkennen und andererseits sieht man das unterschiedliche
Verhalten der beiden φ-Winkel bei starken Magnetfeldern. Bei φ = 10◦ fällt
die Verstärkung auf ∼ 49, 5 % des ursprünglichen Werts ab, wohingegen die
Verstärkung bei φ = 140◦ nur auf ∼ 54 % absinkt. Somit hat man einen Bereich von maximal ∼ 4, 5 %, in dem sich die anderen φ-Winkel befinden und
die Verstärkung aufgrund der Veränderung des φ-Winkels schwankt.
19
6 MESSUNG
6.1.2
Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦
Die Messung wird analog zu der vorherigen Messung der φ-Abhängigkeit bei
θ = 10◦ durchgeführt.
Abbildung 18: VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦
Die gleichmäßig wellenartige Verstärkung, welche in Abbildung 15 zu sehen ist, ist durch den größeren Einfluss des Magnetfeldes und durch eine
möglicherweise ungünstigere Überlagerung der beiden Gitter verschwunden.
Ansatzweise kann man dieses noch rekonstruieren bzw. erkennen. Weiterhin interessant sind die starken Einbrüche der relativen Verstärkung bei
φ = 10◦ , 100◦ , 150◦ . Die Einbrüche bei φ = 10◦ und φ = 100◦ , welche schon
bei der θ = 0◦ zu sehen waren, können möglicherweise dadurch erklärt werden, dass diese durch den größeren θ-Winkel zum Magnetfeld verstärkt worden sind. Der Abfall bei φ = 150◦ ist bei der vorherigen Messung nicht zu
erkennen gewesen. Insgesamt schwankt die Verstärkung während einer 180◦ Drehung um ∼ 6 %.
Als Winkel mit der niedrigsten bzw. höchsten relativen Verstärkung wurden
φ = 100◦ bzw. φ = 40◦ ermittelt.
20
6 MESSUNG
Abbildung 19: VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit θ = 10◦ bei variablem
Magnetfeld
Abbildung 20: VPTT: Gezoomtes Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 10◦ bei variablem Magnetfeld
Wiederrum zeigt sich das typische Verhalten einer VPTT im Magnetfeld. Die
Verstärkung bei φ = 100◦ ist bei dem maximalen Magnetfeld von 1,2 T bei
∼ 50, 75 % angelangt, während die relative Verstärkung bei φ = 40◦ nur auf
∼ 54, 75 % abgefallen ist. Somit ergibt sich ein Bereich von ∼ 4 %, in dem
sich die Verstärkungen der restlichen φ-Winkel befinden.
21
6 MESSUNG
6.1.3
Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 20◦
Bei dieser Messung wurde der θ-Winkel auf 20◦ gestellt, um somit den größtmöglichen Einfluss des Magnetfeldes auf die Ablenkung der Elektronen, welchen
die VPTTs im “Worst Case” auch im späteren P̄ANDA-Detektor maximal
ausgesetzt werden, zu erzeugen.
Abbildung 21: VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 20◦
Auffällig ist, dass das “Wellenmuster“, welches bei der θ = 0◦ Messung auftrat, aber bei θ = 10◦ verschwunden war, nun wieder auftritt. Hierbei ist die
relative Verstärkung des zweiten Wellenberges nicht mehr so stark wie bei
der ersten Messung (nur noch ∼ 2 %, aber doch erkennbar). Weiterhin interessant sind einerseits die vier Messpunkte der einzelnen Wellenspitzen (zwischen φ = 40◦ − 80◦ und φ = 130◦ − 160◦ ), welche konstant sind und dieselbe
Form zeigen (kleiner Verstärkungsabfall des dritten Messpunktes). Desweiteren sind zwei Verstärkungsabfälle zu sehen, welche zu einer Zeit auftretten, in
der die Verstärkung eigentlich steigt. Diese sind vermutlich durch die Symmetrie der VPTT zu erklären, da sie jeweils nach einer 90◦ Drehung auftreten.
Anscheinend stehen das Anoden- bzw. Dynodengitter so ungünstig zueinander, dass weniger Elektronen die Gitter durchqueren können und somit nicht
zur Verstärkung beitragen können. Insgesamt gesehen sind die Messpunkte
wie bei der ersten Messung 180◦ symmetrisch verteilt. Man kann eine insgesamtige Schwankung der Verstärkung von ∼ 9 % ausmachen.
Als Winkel mit der niedrigsten bzw. höchsten Verstärkung wurden φ = 90◦
bzw. φ = 50◦ identifiziert.
22
6 MESSUNG
Abbildung 22: VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit θ = 20◦ bei variablem
Magnetfeld
Abbildung 23: VPTT: Gezoomtes Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 20◦ bei variablem Magnetfeld
Die Verstärkung, welche bei φ = 90◦ gemessen wurde, fällt bei maximalem
Magnetfeld auf ∼ 48, 25 % der ursprünglichen Verstärkung ab, wohingegen
die Verstärkung bei φ = 50◦ einen Wert von ∼ 52, 5 % erreicht. Somit bewegt
man sich bei der Drehung des φ-Winkels in einen Bereich von ∼ 4, 25 %.
23
6 MESSUNG
6.2
Hamamatsu VPT R11375 MOD3 ZG4462
Bevor die Messung zur Untersuchung der φ-Abhängigkeit der Hamamatsu
VPT mit der Bezeichnung “R11375 MOD3 ZG4462” durchgeführt werden
konnte, mussten zunächst zwei 1 MΩ-Widerstände des VPTT-Vorverstärker
gegen zwei 0 Ω-Widerstände ausgetauscht werden, da dieser sonst mit der
VPT nicht kompatibel wäre. Desweiteren musste der Aufbau zusätzlich zur
schwarzen Folie mit Aluminiumfolie verpackt werden, da der Magnet selbst
so massive HF-Störungen verursachte, dass eine Messung unter diesen Bedingungen unmöglich gewesen wäre. Da die Störungen durch die zusätzliche
Schirmung nicht ganz beseitigt werden konnten, wurde die Shaping-Zeit von
1 µs auf 0, 25 µs reduziert, damit ein Signal zustande kam, mit dem man die
Messungen fortsetzen konnte. Wegen der zusätzlichen Schirmung aus Aluminiumfolie konnte man den Aufbau innerhalb des Magneten nur noch maximal
bis θ = 10◦ verstellen, wodurch eine Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 20◦
im Magnetfeld nicht mehr möglich war.
6.2.1
Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦
Die Messsung wurde bei einem θ-Winkel von 0◦ durchgeführt.
Abbildung 24: VPT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦
Wie bei den vorherigen Messungen mit der Hamamatsu VPTT kann man eindeutig ein Wellenmuster erkennen. Die einzelnen Extrema bewegen sich hier
aber nur innerhalb von 2, 5 %, was im Vergleich zu der VPTT vernachlässigbar scheint. Darüber hinaus kann man die in Kapitel 3 angesprochene 45◦ Symmetrie erkennen, da die Minima bzw. Maxima jeweils einen Abstand von
24
6 MESSUNG
∼ 40 − 50◦ besitzen.
Die niedrigste bzw. höchste Verstärkung konnte bei φ = 10◦ bzw. φ = 130◦
gemessen werden.
Abbildung 25: VPT: Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 0◦ bei
variablem Magnetfeld
Man kann erkennen, dass die relative Verstärkung bei φ = 10◦ auf 77, 5 %
der ursprünglichen Verstärkung bei maximal angelegten Magnetfeld abfällt,
während bei φ = 130◦ noch einem relative Verstärkung von 87 % gemessen
werden konnte. Auffällig ist einerseits, dass die Verstärkungen in einem Bereich liegen, welcher eine Größe von 10, 5 % hat, und andererseits, dass die
Werte bei aufsteigenden bzw. abfallenden Magnetfeld stark auseinanderdriften.
6.2.2
Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦
Bei dieser Messung wurde der θ-Winkel auf 10◦ eingstellt.
25
6 MESSUNG
Abbildung 26: VPT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦
Wiederum zeigt sich ein Wellenmuster mit einer 45◦ -Symmetrie. Desweiteren ist das Wellenmuster genauso stark ausgeprägt wie bei der vorherigen
Messung mit der VPT und bewegt sich somit auch in einem Bereich von
∼ 2, 5 %. Auffällig ist der gleichmäßige Anstieg der relativen Verstärkung
zwischen den einzelnen Minima, so dass es bei einem Wert von 98, 5 % der
Ursprungsverstärkung beginnt und bei der φ = 160◦ Messung bei einem Wert
liegt, der 0, 5 % über dem Startwert liegt.
Als Winkel mit der niedrigsten bzw. höchsten Vertärkung wurden φ = 30◦
bzw. φ = 130◦ ermittelt.
26
6 MESSUNG
Abbildung 27: VPT: Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 10◦ bei
variablem Magnetfeld
Der Abfall der Verstärkung ist aufgrund des höheren θ-Winkels größer, sodass
die Verstärkung bei 30◦ auf 75◦ abfällt. Die Verstärkung bei der 130◦ Messung
sinkt auf 80 % ab, was im Gegensatz zu der ersten Messung mit den VPTs
nun nur noch einen Bereich von 5 % ausmacht. Daher ist die Annahme, dass
bei der ersten Messung ein Fehler vorlag, noch verstärkt.
27
7 ERGEBNISSE UND FAZIT
7
Ergebnisse und Fazit
Als Ergebnisse der im Rahmen dieser Bachelorarbeit durchgeführten Messungen ist festzuhalten, dass beide Photoröhrentypen der Firma Hamamatsu, sowohl die VPT als auch die VPTT eine eindeutig nachzuweisende φAbhängigkeit im Magnetfeld besitzen.
Photoröhrentyp
VPTT
VPTT
VPTT
VPT
VPT
θ − Winkel/ ◦
0
10
20
0
10
Verstärkungsbereich / %
4,5
4
4,25
10
5
Der Effekt ist bei der untersuchten VPTT sehr stark ausgeprägt, sodass
sich die relativen Verstärkungen in einem Bereich von 6 − 9 % bewegen.
Durch die weiterführende Messung der beiden φ-Winkel mit der niedrigsten
bzw. höchsten Verstärkung bei variablem Magnetfeld konnte der Bereich der
Verstärkung, in denen sich die anderen φ-Winkel befinden, auf 4 − 4, 5 %
verkleinert werden. Weiterhin war der zu beobachtende Effekt bei der VPT
nicht so stark wie bei der VPTT. Die Verstärkungen traten in einem Bereich von nur 2 − 2, 5 % auf. Desweiteren konnte der Bereich des “wirklichen“Verstärkungsabfall während der weiteren Messreihe auf einen Bereich
von 5 − 10 % eingegrenzt werden, wobei zu erwähnen ist, dass aufgrund der
hohen Abweichung der ersten Messung ein Fehler nicht auszuschließen ist.
Eine mögliche Fehlerursache könnte die Öffnung, welche zum Einstellen des
φ-Winkels von Nöten war, sein, da diese jedes Mal nur einfach zugeklebt
wurde und somit nicht lichtdicht ist. Desweiteren könnte die Inhomogenität
des Magnetfeldes eine Ursache sein, da somit die Magnetfeldstärke innerhalb
der Röhre nicht konstant ist.
Für folgende Bachelorarbeiten könnte man kleinere Abstände des φ-Winkels
wählen bzw. den Messaufbau für eine genauere Einstellung des φ-Winkels
optimieren. Desweiteren wäre ein homogenes Magnetfeld wünschenswert.
Unter Berücksichtigung der ermittelten φ-Abhängikeit sind die VPTTs eher
für den Gebrauch im P̄ANDA-Detektor zu empfehlen, da diese einen insgesamt größeren Verstärkungsfaktor zu den VPT besitzen und der Verstärkungsbereich aufgrund der φ-Drehung kleiner als der der VPT ist, was aber auch
durch die angesprochenen Fehler entstanden sein könnte.
28
8 DANKSAGUNG
8
Danksagung
An dieser Stelle möchte ich mich für die Zusammenarbeit und Hilfe bedanken, durch die diese Arbeit möglich war. Besonderer Dank geht an:
Herrn Prof. Dr. Ulrich Wiedner für die Möglichkeit am Institut für ExperimentalPhysik I an der Ruhr Universität Bochum meine Bachelorarbeit zu schreiben.
Herrn PD Dr. Fritz-Herbert Heinsius für die Bereitstellung dieses interessanten Themas.
Herrn Dr. Matthias Steinke, dessen Hilfe und Geduld beim Erstellen meines
Versuchsaufbaus nicht zu ersetzen war.
Herrn Michael Leyhe, für das Korrekturlesen meiner Arbeit und die Hilfe bei
Messungen und Problemen während meiner Arbeit.
Herrn Alexander Berlin und Herrn Jonas Herik für die Einweisung in die
Bedienung des Magneten.
Bei allen Mitarbeitern der Experimentalphysik I möchte ich mich für die
tolle Arbeitsatmosphäre, die stete Hilfbereitschaft und das gute Arbeitsklima bedanken.
29
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildungsverzeichnis
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Der P̄ANDA-Detektor [GSI1] . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aufbau des EMC [GSI2] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aufbauschema eines Photomultipliers [WIK1] . . . . . . . . .
Schematischer Aufbau einer VPT [LEY10] . . . . . . . . . . .
Bild einer Hamamatsu VPT . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schematischer Aufbau einer VPTT [LEY10] . . . . . . . . . .
Bild einer Hamamatsu VPTT . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Skizze einer Triode mit den definierten Koordinanten [CMS99]
Stativ in schwarzer Folie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Drehbare Halterung mit Photoröhre . . . . . . . . . . . . . . .
Verwendete 180◦ -Skala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Skala an der untersuchten VPT . . . . . . . . . . . . . . . . .
Messaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Magnetfeldverlauf in P̄ANDA [LEY10] . . . . . . . . . . . . .
VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦ . . . . . . . .
VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit θ = 0◦ bei variablem Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VPTT: Gezoomtes Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 0◦ bei variablem Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . .
VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦ . . . . . . . .
VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit θ = 10◦ bei variablem
Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VPTT: Gezoomtes Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 10◦ bei variablem Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . .
VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 20◦ . . . . . . . .
VPTT: Messung der φ-Abhängigkeit θ = 20◦ bei variablem
Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VPTT: Gezoomtes Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 20◦ bei variablem Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . .
VPT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 0◦ . . . . . . . . .
VPT: Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 0◦ bei
variablem Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VPT: Messung der φ-Abhängigkeit bei θ = 10◦ . . . . . . . . .
VPT: Diagramm zur Messung der φ-Abhängigkeit θ = 10◦ bei
variablem Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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26
27
LITERATUR
Literatur
[CMS99]
J. E. Batmean: The Compact Moun Solenoid Experiment:
CMS Note
The operation of vacuum phototriodes in a non-axial magnetic
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P̄ANDA GSI: Aufbau des P̄ANDA-Detektors
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entnommen: 18.12.2011
[GSI2]
P̄ANDA GSI: Aufbau des EMC
http://www-panda.gsi.de/framework/det_iframe.php?
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entnommen: 18.12.2011
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Laura Klask: Untersuchungen zur Stabilität der Verstärkung
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Bachelorarbeit, Bochum, 2011
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Michael Leyhe: Tests zur Auslese von PWO-Szintillatoren
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[SCH11]
Phillip Schneider: Messung der magnetfeldabhängigen
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Bachelorarbeit, Bochum, 2011
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W. Erni et al.: Technical Design Report for: P̄ANDA Electromagnetic Calorimeter (EMC)
Strong Interaction Studies with Antiprotons
The P̄ANDA Collaboration, 2008
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LITERATUR
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M. Kotulla et al.: Technical Progress Report for: P̄ANDA
Strong Interaction Studies with Antiprotons
The P̄ANDA Collaboration, 2005
[WIK1]
Wikipedia: Aufbauschema eines Photomultipliers
http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:
Photomultiplier_schema_de.png&filetimestamp=
20070509230617
entnommen: 05.01.2012
iii