|
°gFlüssig Helium Detektoren°eSuperfluid Helium Detectors°n °g Der Einsatz von supraflüssigem Helium als Absorber in der Teilchendetektion wird im wesentlichen durch die Tatsache motiviert, dass flüssiges Helium die Substanz mit dem höchsten Reinheitsgrad ist. Speziell für Experimente, die einen sehr geringen Untergrund benötigen bietet sich dieses Targetmaterial an. Es gibt zwei Detektionskonzepte die auf den Nutzung von suprafluidem Helium beruhen: Im einen Fall wird die Erzeugung von thermischen Anregungen (Rotonen und Phononen) in suprafluiden 4He, bei Absorption eines Teilchens ausgenutzt. Diese thermischen Anregungen bewegen sich bei Temperaturen unter 100 mK ballistisch durch die Flüssigkeit und können, wenn sie die Oberfläche erreichen Heliumatome abdampfen, die auf einer Absorberscheibe kondensiert werden (Abb. 1 links). Die Temperaturerhöhung der Absorberscheibe ist ein Mass für die eingetragene Energie. Im anderen Fall wird suprafluides 3He als Target benutzt. Die Absorption von Teilchen führt zur Erzeugung von Quasiteilchen, deren Anwesenheit die Dämpfung eines vibrierenden Drahts in der Flüssigkeit erhöht (Abb. 1 rechts). Die Amplitude der Drahtschwingung ist daher ein Mass für die eingetragene Energie. Details zu diesen beiden Konzepten können unter folgenden Adressen gefunden werden: °e The use of superfluid helium as absorber in particle detectors is largely motivated by the fact, that liquid helium is the substance with the highest purity. Therefore liquid helium is favored as target material in particular in experiments for which a very low background is needed. There are two different concepts for using superfluid helium in the detection of particles. In one case the production of thermal excitations (Rotons and Phonons) in superfluid 4He by the energy deposition of an incident particle is used to identify an event and measure the energy. Below 100 mK the thermal excitations propagate ballistically through the liquid and can evaporate He atoms if they reach the surface. The evaporated atoms are condensed on thin wafer calorimeters (Fig. 1 left). The resulting temperature rise is a measure for the energy of the incident particle. The other type of liquid helium detector is based on superfluid 3He. The deposition of energy in superfluid helium leeds to the production of quasi-particles. The presence of these generated quasi-particles is measured via the increased damping of a vibrating wire (Fig. 1 right). Therefore the amplitude of the wire oscillation is a measure for the energy deposited in the liquid. Further details of the two concepts can be obtained at: °n |
|
HERON, Brown University (USA)
Lancaster University (England) CRTBT Grenoble (°gFrankreich°eFrance°n) |
|
