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Halbleitertechnologie
Zur weiteren Verbesserung der Meßgenauigkeit
und Erschließung neuer Beobachtungsmöglichkeiten
wurde für den Detektor H1 zusätzlich
ein Silizium-Spurdetektor in Zusammenarbeit
mit der Industrie entwickelt und gebaut. Silizium
(Si) ist das Halbleitermaterial, aus dem Transistoren
und integrierte Schaltungen hergestellt
werden. Für die Herstellung der Si-Strukturen
des Detektors, in denen beim Durchgang eines
Teilchens ein elektrisches Signal entsteht, wird
die gleiche Technologie verwendet wie für die
Fertigung von integrierten Schaltungen. Auf
diese Weise lassen sich äußerst feine, beispielsweise
streifenförmige Strukturen auf Si-Scheiben
herstellen, mit denen die Bahnen hindurchfliegender
Teilchen sehr exakt - etwa 0,01mm genau,
das ist ein Fünftel eines Haardurchmessers
- bestimmt werden können.
Ein Blick in das Innere des
Kalorimetergehäuses von
H1(oben)
Der Blick in das Innere
des ZEUS-Detektors zeigt
einen Ausschnitt der gesamten
Apparatur, die die
Größe eines Zweifamilienhauses
hat. Im Zentrum
des Zylinders prallen
Elektronen mit sehr hoher
Energie auf Protonen.
Dabei entstehen neue
Teilchen, die im Innern
des Zylinders mit empfindlichen
Sonden sichtbar
gemacht werden.
(rechtes Bild)
Der H1-Detektor während
des Zusammenbaus
(linkes Bild)
Außer den Arbeiten zur Detektorentwicklung
befassen sich die Wissenschaftler in Zeuthen
intensiv mit der Analyse der in den Messungen
an HERA aufgezeichneten Daten. Das Ziel ist,
den Aufbau der Nukleonen aus den Quarks
und Gluonen im einzelnen „auszuleuchten“ und
herauszufinden, ob er sich im Rahmen der
QCD-Theorie verstehen läßt. Möglicherweise
stößt man dabei auf etwas ganz Unerwartetes.
Erste Ergebnisse der
HERA-Experimente H1 und ZEUS
Das Proton hat eine sehr komplexe innere Struktur:
Die drei Valenzquarks sind von einer großen
Zahl niederenergetischer Gluonen und
ständig entstehender und wieder vergehender
Quark-Antiquark-Paare umgeben.
Außerdem entdeckte man das „Doppel-
Gesicht“ der Photonen. Zum einen besitzen sie
die Eigenschaften von Lichtquanten, zum
anderen können sie sich mit einer gewissen
Wahrscheinlichkeit auch wie eine Wolke von
Quarks und Gluonen verhalten.
Schließlich wurde der schon lange ausstehende
direkte Nachweis erbracht, daß die bisher
stets als punktförmig erscheinende schwache
Wechselwirkung, eine der vier fundamentalen
Naturkräfte, tatsächlich eine endliche Reichweite
hat und sich damit in den Rahmen der
übrigen Naturkräfte einfügt.
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