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Bilderdatenbank des GSI Helmholtzzentrums
4. GSI-Experimente
4.1 Schwere Elemente Forschung
4.2 Großexperiment HADES (High Acceptance Di-Electron Spectrometer)
4.3 Großexperiment FOPI (Four Pi)
4.4 Hochenergie- und Hochleistungslaser PHELIX (Petawatt High-Energy Laser for Ion Experiments)
4.5 GSI-Experiment am CERN: ALICE (A Large Ion Collider Experiment)
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4.1. Schwere Elemente Forschung: Dieser Forschungsbereich des GSI beschäftigt sich mit dem Nachweis und der Entdeckung superschwerer Elemente. Das sind Elemente, die schwerer sind als das schwerste natürlich vorkommende Element Uran mit der Ordnungszahl 92. Dazu stehen bei GSI verschiedene Messaufbauten (4.1.1 SHIP mit angeschlossenen Detektorsystemen und 4.1.2 TASCA) zur Verfügung. |
| 4.1.1 Geschwindigkeitsfilter SHIP (engl. Seperator for Heavy Ion Products) |
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4.1.1.a SHIP - Geschwindigkeitsfilter. Zu sehen ist der gut 10 Meter lange Geschwindigkeitsfilter SHIP (Seperator for Heavy Ion Products). Mit dem Filter lassen sich superschwere Elemente von anderen Reaktionsprodukten trennen, die bei der Kollision des Teilchenstrahls mit dem Target entstanden sind. Daran können verschiedene Messgeräte angeschlossen werden. Mit SHIP wurden die sechs Elemente 107-112 entdeckt.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, A. Zschau |
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4.1.1.b SHIP - Target-Rad. Der Ionenstrahl, der aus dem Linearbeschleuniger UNILAC kommt, trifft auf eine dünne Folie, die in eine Scheibe gespannt wird, das Target-Rad. Die entstehenden Elemente werden im Filter SHIP separiert und in angeschlossenen Detektoren identifiziert.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, K.Back |
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4.1.1.c SHIP - Taufe von Element 112 auf Copernicium. Am 12. Juli 2010 wurde das sechste bei GSI nachgewiesene Element auf den Namen Copernicium getauft. Neben dem Würfel nimmt Prof. Sigurd Hofmann, Leiter der Forschungsgruppe SHIP, Glückwünsche vom damaligen Hessischen Ministerpräsidenten, Roland Koch, und der Hessischen Ministerin für Wissenschaft und Kunst, Eva Kühne-Hörmann, entgegen.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, G. Otto |
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4.1.1.1.a SHIP - Stop-Detektor zum Nachweis neuer Elemente. Der Detektor ist an den Geschwindigkeitsfilter (SHIP) angeschlossen. Superschwere Elemente passieren den Filter und treffen in der Mitte auf die mit Silizium beschichte Fläche des Detektors (im Bild grau). So lassen sich Auftreffort und Energie bestimmen. Über die Zerfallsketten kann das Element identifiziert werden.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, A. Zschau |
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4.1.1.1.b SHIP - Stop-Detektor zum Nachweis neuer Elemente, eingebaut in der Trägereinrichtung. Der Detektor ist an den Geschwindigkeitsfilter (SHIP) angeschlossen. Superschwere Elemente passieren den Filter und treffen auf die mit Silizium beschichte Fläche des Detektors. So lassen sich Auftreffort und Energie bestimmen. Über die Zerfallsketten kann das Element identifiziert werden.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, A. Zschau |
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4.4.1.2. SHIPTRAP - Ionenfalle am SHIP. Die Ionenfalle SHIPTRAP schließt an den Geschwindigkeitsfilter SHIP an. Am SHIPTRAP gelang es mit Element 102 (Nobelium) erstmals überhaupt, ein superschweres Element einzufangen und mit nie dagewesener Genauigkeit die Masse zu bestimmen. Im Bild Michael Block, Leiter der GSI-Experimentiergruppe, am Messaufbau der Ionenfalle SHIPTRAP.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, G. Otto |
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| 4.1.2 TASCA (engl. TransActinide Separator and Chemistry Apparatus): TASCA ist ein gasgefüllter Separator, mit dem superschwere Elemente identifiziert und chemisch untersucht werden können. Mit TASCA konnte das Element 114 nachgewiesen werden und damit Ergebnisse aus Dubna, Russland, erstmals bestätigen. |
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4.1.2.a TASCA - Detektoraufbau. Dr. Matthias Schädel bei Arbeiten an der Bestrahlungskammer von TASCA.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, G. Otto |
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4.1.2.b TASCA - Target-Rad. Die im Experiment bestrahlten Plutonium-Targets auf dünnen Folien aus Titan. Die auf dem segmentierten Rad montierten drei Folien wurden mit Calcium-Ionen bestrahlt. Deutlich zu erkennen sind die Stellen, an denen die Folien getroffen wurden.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, G. Otto |
| 4.2 HADES (engl. High Acceptance Di-Electron Spectrometer): Der Detektor HADES ist einer der größten Experimentieraufbauten am GSI. Mit ihm wird komprimierte und erhitzte Kernmaterie untersucht, die in Kollisionen zwischen schweren Ionen entsteht. Die verschiedenen Ebenen dienen der Identifizierung von unterschiedlichen Teilchen z.B. aufgrund ihrer Ladung, Geschwindigkeit oder Masse. |
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4.2.a HADES – Kompletter Detektoraufbau. Zu erkennen sind die sechs identischen Sektoren, in die der Detektor aufgeteilt ist.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, A. Zschau |
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4.2.b HADES – RICH Struktur. RICH steht für Ring Imaging Cherenkov Detector, zu deutsch Ringabbildender Cherenkov Detektor. Er befindet sich im Zentrum des Detektorkomplexes und dient zur Identifizierung von Elektronen und Positronen.
Foto: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, A. Zschau |
| 4.3. FOPI (Synonym für 4P - engl. 4 / Four und griech. Buchstabe P / Pi): FOPI ist einer der größten Experimentieraufbauten bei GSI. Mit Hilfe des FOPI-Detektors werden Fragmente und Teilchen, die bei Kollisionen von Schwerionen entstehen, untersucht. |
Im Aufbau!
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| 4.3 PHELIX (engl.
Petawatt
High-Energy
Laser for
Ion EXperiments): Mit diesem Hochleistungs- und Hochenergielaser werden grundlegende Ereignisse in der Plasma- und Atomphysik erforscht. Am GSI besteht die weltweit einmalige Möglichkeit, Experimente durchzuführen, in denen Laser- und Ionenstrahlen miteinander kombiniert werden. |
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4.4.a PHELIX – Verstärker Das System verstärkt den Laserpuls.
Bildquelle: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, G. Otto |
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4.4.b PHELIX – Experimentierkammer. Kammer für Experimente mit Laser- und Ionenstrahlen.
Bildquelle: GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, T. Hahn |
| 4.5. GSI Experimente am CERN in Genf - ALICE
(engl. A Large Ion Collider Experiment): Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN ist der größte Beschleuniger der Welt. ALICE gehört zu den vier großen Experimenten, die am LHC durchgeführt werden. Der 25 Meter lange, 16 Meter breite, 16 Meter hohe und ca. 10.000 Tonnen schwere Detektor beherbergt 18 Detektorsysteme. Zum Bau zweier wichtiger ALICE-Bestandteile, der Zeit-Projektions-Kammer (TPC) und dem TRD Supermodul, hat GSI wesentlich beigetragen. |
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4.5.a ALICE – Gesamter Detektor. Der Detektor ist hier mit geöffneten Magnet-Türen (rot) zu sehen.
Foto: CERN |
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4.5.b ALICE – TRD GSImodul. Das TRD (Transition Radiation Detector) Modul wurde unter Beteiligung mehrer Forschergruppen, vor allem auch des GSI Helmholtzzentrums, entwickelt und gebaut. Das Supermodul wird mit Hilfe eines Trägergerüstes (gelb) am Miniframe (im Detektor grau) von ALICE befestigt.
Foto: CERN |
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4.5.c ALICE – Zeit-Projektions-Kammer. Die sogenannte TPC (Time Projection Chamber) liefert die größte Datenmenge bei ALICE. Mit der TPC können die Spuren der erzeugten Teilchen sehr genau vermessen werden. Im Zentrum ist Peter Glässel, der technische Koordinator des ALICE, zu sehen.
Foto: CERN |
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4.5.d ALICE – Inneres der Zeit-Projektions-Kammer (TPC Field Cage).
Foto: CERN |
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