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Maximilian Ries 09.05.2014Maximilian Ries1. Myonen und ihre Entstehung Szintillatoren Photomultiplier VMEbus Mein Praktikum Quellen Inhaltsübersicht 09.05.2014Maximilian.

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1 Maximilian Ries 09.05.2014Maximilian Ries1

2 Myonen und ihre Entstehung Szintillatoren Photomultiplier VMEbus Mein Praktikum Quellen Inhaltsübersicht 09.05.2014Maximilian Ries2

3 Gleiche Ladung wie Elektronen Deutlich höhere Masse Lebensdauer: ca 1,5 µs Enstehung: Kosmische Strahlung interagiert mit Teilchen der Atmosphäre In 10 – 30 km Höhe (Reichweite rechnerisch nur 450 m  Zeitdilatation) Myonen und ihre Entstehung 09.05.2014Maximilian Ries3

4 Emmitieren Photonen bei Bestrahlung mit geladenen Teilchen LightGuides leiten Photonen zum Photomultiplier (PM) Außenseite vor Licht (und anderer Störstrahlung) abgeschirmt Innen verspiegelt Szintillatoren 09.05.2014Maximilian Ries4

5 Auftreffendes Photon löst Photoeffekt aus Durch Dynodenkaskade nimmt die Anzahl der Elektronen näherungsweise exponetiell zu Hochspannung zum Betrieb notwendig (ca 2kV) Photomultiplier 09.05.2014Maximilian Ries5

6 Bus-System aus den 80ern Wird noch immer in (fast) allen Experimenten verwendet Datenraten von bis zu 80 MB/s Plattform für Elektronik die speziell für die Experimente entwickelt wird Kommerzieller Prozessor (SBC) liest die I/O-Karten aus und gibt die Daten über das Netzwerk weiter VMEbus 09.05.2014Maximilian Ries6

7 Vorteil gegenüber neueren Systemen: Hohe Flexibilität Einfach zu implementieren (z.B. in FPGA) Viele Module und Experten vorhanden (Industrie, CERN) Wird über langen Zeitraum hinweg unterstützt (Kostenvorteil) Einfache Analyse, da Bus-System Moderne Systeme haben Punkt- zu-Punkt-Verbindungen VMEbus 09.05.2014Maximilian Ries7

8 Messung von Myonenrate mithilfe unterschiedlicher NIM-Module: Discriminator: (1 bit) Analog-Digital-Wandler Coincidence-Unit: output, wenn an beiden inputs ein Signal eingeht (noise cancelling) Counter: zählt Eingänge auf drei Kanä- len Ergebnis: Zwischen 300 und 330 Myonen pro Minute (Erwartungswert: 360/Minute) Mein Praktikum 09.05.2014Maximilian Ries8

9 Bestimmung der Anzahl der ausgelösten Photonen pro Myon Spannungsmessung mit Oszilloskop Rückrechnung auf Anzahl der Photonen Ergebnis: Es werden ca 25.000 Photonen von einem Myon ausgelöst Mein Praktikum 09.05.2014Maximilian Ries9

10 Messung der Zeit zwischen den Myonen-durchgängen durch die Szintillatoren (VME) Fehler bei der Zeitmessung (konstant) Ergebnis: ca 0,2 ns ==> v ≈ 0,95 c Mein Praktikum 09.05.2014Maximilian Ries10

11 http://www.carvilleplastics.com/wp-content/uploads/2011/07/Acrylic-Light- Guide.jpg http://www.hofstragroup.com/media/product_images/productimage- picture-ascop-emr-541e-ruggedized-venetian-blind-photomultiplier-tube- 970.jpg http://www.olympusmicro.com/primer/digitalimaging/concepts/images/phot omultiplier.jpg https://indico.cern.ch/event/230300/session/10/contribution/30/material/slid es/ https://de.wikipedia.org/wiki/Myon https://de.wikipedia.org/wiki/Szintillator Markus Joos Eigene Bilder Quellen 09.05.2014Maximilian Ries11

12 09.05.2014Maximilian Ries12

13 09.05.201413Maximilian Ries Anwendung: Vulkan-Tomografie


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