Zur Zeit befindet sich eine neue Generation von Hochenergiephysik-Experimenten im Aufbau (HERA-B) oder in der Planung (LHC-Experimente). Die Ziele dieser Experimente sind im wesentlichen die Untersuchung der CP-Verletzung und ihre Beschreibung innerhalb (oder außerhalb) des Standardmodells sowie die Suche nach dem Higgs-Boson als Ursache für die Masse der Elementarteilchen.
Bei den Detektoren dieser Experimente werden besonders an die Spurkammersysteme hohe Anforderungen gestellt. Dabei stehen aufgrund der intensiven hadronischen Teilchenflüsse die Fragen der Strahlenhärte und der Langzeitstabilität der verwendeten Technologien im Vordergrund. HERA-B ist der erste Detektor, der unter solchen Bedingungen betrieben werden soll. Die Erfahrungen aus diesen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten können also in die Planungen der großen Experimente beim LHC einfließen.
Das Spurkammersystem bei HERA-B ist in drei Subdetektorsysteme gegliedert. In unmittelbarer Nähe zum Wechselwirkungspunkt werden Silizium-Streifendetektoren für den Vertex-Detektor eingesetzt. Bei großen Abständen vom Strahl werden Honeycomb-Driftkammern für das Äußere Spurkammersystem verwendet. Der Bereich kleiner Abstände vom Strahlrohr wird von dem sogenannten Inneren Spurkammersystem abgedeckt, für das - ebenso wie für den Vertex-Detektor - ein Detektorkonzept mit sehr feiner Granularität erforderlich ist. Das Physikalische Institut der Universität Heidelberg ist an der Entwicklung und dem Bau dieses Inneren Spurkammersystems für HERA-B beteiligt.
Traditionell wurden bei den großen Kollisionsexperimenten für Spurkammersysteme dieser Art Driftkammern oder Vieldraht-Proportionalkammern verwendet. Die hohen Anforderungen bezüglich Occupancy, Granularität und Größe der Detektormodule lassen jedoch die Verwendung dieser Technologie für das Innere Spurkammersystem bei HERA-B nicht zu. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten konzentrierten sich daraufhin auf die Gas-Mikrostreifen-Kammer ( Microstrip Gas Chamber, MSGC), die als eine Weiterentwicklung der Vieldraht-Proportionalkammer eine neue Detektortechnologie darstellt. Bei der Entwicklung der Detektoren für HERA-B zeigte sich jedoch, daß die MSGC nicht für den Betrieb in intensiven Hadronenstrahlen geeignet ist.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei neue Konzepte für die Realisierung eines Inneren Spurkammersystems untersucht: Zum einen ein Detektor aus szintillierenden Fasern und zum anderen die Gas-Mikrostreifen-Kammer mit GEM-Folie (GEM-MSGC), die ihrerseits eine Weiterentwicklung der konventionellen MSGC darstellt.
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