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'''Widerstandsplattenkammern''' (kurz '''RPC''', von engl. ''Resistive Plate Chamber'') sind spezielle gasbasierte [[Teilchendetektor]]en, mit deren Hilfe in [[Teilchenphysik]]-Experimenten [[Elektrische Ladung|geladene]] Teilchen über ihre Flugzeit identifiziert werden.<br />
RPCs besitzen gegenüber anderen Flugzeitdetektoren eine verbesserte Zeit- und Ortsauflösung.<br />
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== Aufbau ==<br />
RPCs bestehen aus zwei hochohmigen Glas- oder [[Bakelit]]-Platten (engl. ''resistive plates''), welche ein Gasvolumen einschließen und an den Außenseiten mit [[Kupfer]] beschichtet sind. Die Kupferschichten stellen [[Elektrode]]n dar, zwischen denen eine [[Hochspannung]]sdifferenz anliegt um im Gasvolumen ein homogenes elektrisches [[Elektrisches Feld|Driftfeld]] zu erzeugen. Alternativ können die Elektroden in Streifen segmentiert sein, wobei üblicherweise Kathoden- und Anodenstreifen um 90° gegeneinander gedreht sind. Dadurch ist es möglich, durch eine Kombination der Signale beider Seiten den Durchquerungspunkt des geladenen Teilchens durch den Detektor als Ortskoordinate zu erhalten.<br />
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== Funktionsprinzip ==<br />
Ein elektrisch geladenes Teilchen, welches den RPC-Detektor durchquert, [[Ionisation|ionisiert]] Gasmoleküle entlang seiner Flugbahn. Im homogenen Driftfeld werden die Elektronen zur Anode hin beschleunigt, es entsteht eine Ladungsträger-Lawine (sog. ''Gasverstärkung''), welche ein elektrisches Signal in den Elektroden [[Influenz|influenziert]]. Lediglich Ladungsträger, die durch Primärionisation nahe der Kathode erzeugt werden, [[Driftgeschwindigkeit|driften]] im elektrischen Feld lange genug, um ausreichend Energie für die Influenzierung eines messbaren Signals zu erhalten. Primärionisation, welche zu weit von der Kathode entfernt stattfindet, trägt somit nicht zur Messung eines Signals bei.<br />
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Die gute Zeitauflösung dieser Detektoren im Pikosekundenbereich ergibt sich aus der hohen Feldstärke des homogenen Driftfeldes. RPCs werden üblicherweise im [[Zählrohr|Proportional]]- oder Streamer-Modus betrieben. Bei letzterer Betriebsart ist die Feldstärke so hoch, dass parallel zur Ionisation im Gas [[Photon]]en emittiert werden, die selbst wiederum Gasmoleküle ionisieren. Es kommt zu einer [[Gasentladung]], die sich durch das gesamte Gasvolumen erstreckt. Diese sogenannten ''Streamer'' werden schließlich durch die hochohmigen Widerstandsplatten neutralisiert, so dass ein kontinuierlicher Betrieb des Detektors möglich ist.<br />
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== Verwendung ==<br />
[[Datei:MMRPC.png|mini|281px|Schematischer Aufbau eines MMRPC-Detektors. Das gemessene Signal wird von mehreren Ladungsträgerlawinen (blau) in den einzelnen Sub-Volumina influenziert.]]<br />
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RPCs werden als Flugzeitdetektoren eingesetzt, welche in Kombination mit der bekannten Flugstrecke (die mit anderen Detektoren,<br />
z.&nbsp;B. [[Driftkammer]]n, [[Spurendriftkammer]]n etc., ermittelt wird) die Messung der Geschwindigkeit von geladenen Teilchen ermöglichen. Des Weiteren lassen sich Teilchen durch die zusätzliche Messung ihres [[Impuls]]es identifizieren (d.&nbsp;h., ihre [[Masse (Physik)|Masse]] ermitteln). Die Genauigkeit, mit der die verschiedenen Teilchentypen (z.&nbsp;B. [[Proton]]en und [[Pion]]en) voneinander getrennt werden können, hängt direkt von der Zeitauflösung des verwendeten Flugzeitdetektors ab.<br />
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Viele Hochenergiephysik-Experimente verwenden RPCs als Flugzeitdetektoren u.&nbsp;a. [[Compact Muon Solenoid|CMS]] und [[ATLAS (Detektor)|ATLAS]].<br />
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== MMRPCs ==<br />
MMRPCs (engl. ''Multi-strip Multi-gap Resistive Plate Chambers'') sind eine Weiterentwicklung von RPCs mit einer verbesserten Zeitauflösung. Bei diesen Detektoren ist das Gasvolumen durch Widerstandsplatten in mehrere kleine Sub-Volumina unterteilt. Dadurch wird eine Verkleinerung des Bereiches, in dem primäre Ionisation stattfinden kann, sowie der Driftzeit, erreicht. Signale werden somit schneller in den Elektroden influenziert, die Reaktionszeit des Detektors nimmt ab.<br />
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Mit MMRPCs werden Zeitauflösungen von bis zu 100&nbsp;ps erreicht.<br />
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== Weblinks ==<br />
* [http://cms.web.cern.ch/news/resistive-plate-chambers The CMS Resistive Plate Chamber] (englisch)<br />
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[[Kategorie:Teilchendetektor]]</div>imported>Aka