Der Crystal Barrel
Zur Zeit werden am Bonner Elektronenbeschleuniger ELSA Experimente vorbereitet, die den Detektor Crystal Barrel (dt. Kristall Faß) bereits in der dritten Generation an der Universität Bonn als die zentrale Komponente benötigen.
Die verschiedenen Aufbauten sind um den Crystal Barrel Detektor herum aufgebaut. Dieser Detektor wurde bis 1996 am LEAR (Low Energy Antiproton Ring) am CERN im Bereich der Meson Spektroskopie zur Untersuchung von Antiproton-Nukleon-Wechselwirkungen verwendet.
Der Detektor selbst besteht ursprünglich aus 1380 CsI(Tl)-Kristallen mit einer guten Photon-Detektions Effizienz. Er wurde aufgebaut, so dass alle Kristalle auf das Zentrum zeigen, in dem sich das Target befindet. Die Kristalle sind in 26 Ringen (Δθ=6°) gruppiert, wobei die größten Ringe aus 60 Kristallen (Δφ=6°) bestehen, die sechs schmalsten Ringe enthalten 30 Kristalle (Δφ=12°). Er deckt bezüglich der Strahlrichtung einen Winkelbereich von 12° bis 168° ab und erreicht damit eine Winkelabdeckung von 97.8%.
Fig. 4: Crystal Barrel.
Die Kristalle verfügen über ausgezeichnete Effizienzen zur Detektion von Photonen. Werden die Kristalle von einem Photon getroffen, so emittieren sie Licht welches proportional zur Energie des Teilchens ist. Ein elektromagnetischer Schauer wird erzeugt, der sich über mehrere Kristalle ausbreitet. Das Licht wird am Ende des Kristalls von einem Wellenlängenschieber eingefangen, welcher die Wellenlänge des CsI(Tl)-Kristalls ändert auf die sensitive Wellenlänge der Photodiode, mit der die Kristalle ausgelesen werden. In der zweiten Strahlzeit wurden die drei Ringe in Vorwärtsrichtung entfernt und der TAPS Detektor wurde als Vorwärtsdetektor installiert. Für die dritte Strahlzeit wurden die Kristalle in dem sogenannten Vorwärtskonus zusammengefügt, welcher zusätzlich über einen Detektor für geladene Teilchen verfügt. Dieser ist aufgrund der Auslese mit Photomultipliern
Der Fast-Cluster-Encoder (FACE) gruppiert einzelne Kristalle um so Kluster im Kalorimeter auf der Basis von zellularer Logik eines bestimmten Musters zu erkennen. Er generiert eine Aussage für die zweite Trigger-Stufe, welche die Information über die Multiplizität im Crystal Barrel enthält.
