Faserhodoskope im COMPASS-Experiment zum Nachweis von Teilchenspuren innerhalb des Primärstrahls

Abstract

Für das COMPASS-Experiment am CERN wurden Hodoskope aus szintillierenden Fasern entwickelt, getestet und in das Experiment integriert. Die Spurrekonstruktion im oder in unmittelbarer Nähe des Primärstrahls stellt hohe Anforderungen in Bezug auf Ratenfestigkeit, Zeitauflösung, Nachweiseffizienz und Strahlenhärte aller Detektorkomponenten.<br /> Vorstudien zur Eignung von szintillierenden Fasern und Lichtleitern in Verbindung mit Vielkanal-Photomultipliern führten zur Fertigung eines Prototyps, der bei nominalen Bedingungen intensiv getestet wurde. Mit den hieraus gewonnen Erfahrungen wurden insgesamt vier Faserhodoskope realisiert und im Rahmen des COMPASS-Experiments betrieben. Hierbei wurde eine intrinsische Detektoreffizienz von nahezu 100% erreicht. Mit einer Zeitauflösung von etwa 450 ps bei gleichzeitig geringen Treffermultiplizitäten ist eine eindeutige Rekonstruktion von Teilchenspuren auch bei Strahlraten von bis zu 100 MHz möglich. Im Dauerbetrieb über 250 Tage während zweier Strahlzeiten zeigten die Detektoren eine hohe Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität.