Abstract

A detector system for directional and time correlation measurements of multiple cosmic muons has been set up within the extensive air shower experiment KASCADE. The system consists of two layers (129 m² area each) of position sensitive multiwire proportional chambers (MWPC) triggered by a layer of segmented plastic scintillation counters placed upon an iron/concrete shielding above the MWPCs. Operation conditions and performance of the MWPCs have been studied by means of a prototype arrangement consisting of a stack of four detectors and two trigger layers. Results of the detailed prototype studies are presented and discussed. In particular, it has been found that for the present purposes an operation with a commonly used argon-methane gas mixture instead of previously used argon-isobutane leads to an excellent performance.

The chambers are integrated into the KASCADE experiment as described and are in continuous operation since 1996. Some typical measurements with the full detector assembly are used to illustrate which features of extensive air showers can be studied.

Die Vieldraht-Proportionalkammern im Zentraldetektor von KASCADE

Zusammenfassung

Im Experiment KASCADE zur Untersuchung ausgedehnter Luftschauer wurde ein Detektorsystem für Richtungs- und Zeitkorrelationsmessungen atmosphärischer Myonen aufgebaut. Das System besteht aus zwei Lagen ortsempfindlicher Vieldraht-Proportionalkammern von jeweils 129 m² aktiver Fläche. Die Kammern werden von einer Lage segmentierter Plastik-Szintillationszähler getriggert, die oberhalb einer Beton/Eisen-Abschirmung positioniert ist.

Die Betriebseigenschaften und Leistungsfähigkeit der Kammern wurden mit Hilfe einer Prototyp-Anlage untersucht, die aus einem Stapel von vier Detektoren und zwei Triggerlagen bestand. Die Ergebnisse der Prototyp-Studien werden vorgestellt und diskutiert. Insbesondere wurde erkannt, dass für den vorgesehenen Zweck ein Betrieb der Kammern mit einer gebräuchlichen Gasmischung aus Argon und Methan anstelle des früher genutzten Argon-Isobutan ausgezeichnete Eigenschaften der Kammern ergibt.

Integriert in das KASCADE-Experiment sind die Kammern inzwischen seit 1996 kontinuierlich in Betrieb. Einige typische Messergebnisse mit dem vollständigen Detektorsystem illustrieren, welche Eigenschaften ausgedehnter Luftschauer damit untersucht werden können.