Techniklexikon

Driftkammer

Teilchenphysik, mit einem Zählgas sowie einer grossen Zahl von Anoden- und Potentialdrähten gefüllte Drahtkammer, die als Ortsdetektor mit Energieverlustmessung dient.

Das Prinzip der Driftkammer beruht auf der Beobachtung, dass in einer Proportionalkammer die Zeitdifferenz zwischen Teilchendurchgang und der Anstiegsflanke des Anodenimpulses eindeutig mit dem Abstand zwischen dem Ort der Primärionisation und dem Anodendraht zusammenhängt. Ein eindringendes Teilchen verursacht eine Reihe von Ionisationen, deren Elektronenlawinen zum nächstgelegenen Draht driften. So können gleichzeitig die Bahn und der Impuls geladener Teilchen gemessen werden, wobei der Impuls aus dem axialen Feld und dem Krümmungsradius bestimmt wird. Mit der Stromteilungsmethode kann aus dem Verhältnis der Ströme eines Drahtes an beiden Endplatten der Ort auf der Zylinderachse gemessen werden, an dem die Ionisation stattfand. Die erreichbare Ortsauflösung beträgt etwa 0,1mm, die Zeitauflösung liegt im ns-Bereich.

Gleich den Vieldraht-Proportionalkammern werden Driftkammern als ebene sowie als zylindrische Kammern gebaut; zylindrische Driftkammern werden bevorzugt in Collidern eingesetzt, da sie praktisch den gesamten Raumwinkel überdecken können. In ihnen sind die Anoden- und Potentialdrähte entlang der Zylinderachse gespannt, wobei die Endplatten die gesamte mechanische Spannung der Drähte aufnehmen müssen, die der Gewichtskraft von einigen Tonnen entsprechen.

Um Teilchen identifizieren zu können, sind genauere Energieverlustmessungen nötig, als man mit den üblichen Driftkammern erreichen kann. In Jet-Driftkammern erhöht man daher die Zahl der Drähte von 10 bis 15 Drähten pro Zelle bei normalen Driftkammern auf etwa 50 Drähte pro Zelle und unterteilt den Detektor in radiale Segmente. In Zeit-Projektionskammern (TPC), die frei von Anoden- und Potentialdrähten sind, wird das Driftkammerprinzip für den Einsatz in zentralen Spurdetektoren erweitert.