Kalorimeter, Strahlungs{ und Wechselwirkungsl angen .Homogene EM Kalorimeter Longitudinalverteilung

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Kalorimeter, Strahlungs undWechselwirkungslangen

Entwicklung eines elektromagnetischen Schauers als Abfolge

von Bremsstrahlungs und Paarbildungsprozessen:

e (E )o

Elekromagnetische Strahlungslangen x0 und hadronische Wech-

selwirkungslangen :

Material Z A [g/cm3] x0[cm] [cm]

Al 13 27.0 2.70 8.90 39.41

Fe 26 55.8 7.87 1.76 16.76

Cu 29 63.5 8.96 1.43 15.06

Pb 82 207.2 11.35 0.56 17.09

Detektoren in der Elementarteilchenphysik 62

Homogene EM Kalorimeter

Longitudinalverteilung der Energiedeposition in einem elektromagnetischen

Schauer fur zwei Primarenergien von Elektronen:

/X0z

/r RM

Transversalverteilung der Energie in einem elektromagnetischen Schauer,

gemessen in unterschiedlichen Tiefen:

/r RM

Detektoren in der Elementarteilchenphysik 63

Homogene EM Kalorimeter: Auflosung

Gemessene Beitrage unterschiedlicher Effekte auf die Energieauflosung eines

homogenen elektromagnetischen Kalorimeters (EGS: Schauerfluktuation):

+

30 40 E [MeV]20

0.04

0.08

0.12

EGSLichtsammlungPhotostatistik

Binning Effekt

E

Das relative Auflosungsvermogen als Funktion des prozentualen Leckverlustes

f :

Elektronen 15 GeV

transversal

longitudinal

E

0.1

0.05

f0.20.10

Detektoren in der Elementarteilchenphysik 64

EM SamplingKalorimeterAnteil der Energie, die in einem EM Schauer von einem Teilchen der Energie

E deponiert wird:

0.4

0.6

0.2

10 30 50 70 90Z abs

Pb

238UAlFe

Bru

chte

il d

er I

onis

atio

nsen

ergi

e

Ee > 20.5 MeV

Sn

)+E (e

+E (e ) < 1.5 MeV

4.5 MeV