Leonardo Rossi

Peter Fischer

Tilman Rohe

Norbert Wermes

Pixel detectors are a particularly important class of particle and radiation detection devices. They have an extremely broad spectrum of applications, ranging from high-energy physics to the photo cameras of everyday life. This book is a general purpose introduction into the fundamental principles of pixel detector technology and semiconductor-based hybrid pixel devices. Although these devices were developed for high-energy ionizing particles and radiation beyond visible light, they are finding new applications in many other areas. This book will therefore benefit all scientists and engineers working in any laboratory involved in developing or using particle detection.

From Fundamentals to Applications

Pixel Detectors

Hermann Kolanoski

This book describes the fundamentals of particle detectors as well as their applications. Detector development is an important part of nuclear, particle and astroparticle physics, and through its applications in radiation imaging, it paves the way for advancements in the biomedical and materials sciences. Knowledge in detector physics is one of the required skills of an experimental physicist in these fields. The breadth of knowledge required for detector development comprises many areas of physics and technology, starting from interactions of particles with matter, gas- and solid-state physics, over charge transport and signal development, to elements of microelectronics. The book's aim is to describe the fundamentals of detectors and their different variants and implementations as clearly as possible and as deeply as needed for a thorough understanding. While this comprehensive opus contains all the materials taught in experimental particle physics lectures or modules addressing detector physics at the Master's level, it also goes well beyond these basic requirements. This is an essential text for students who want to deepen their knowledge in this field. It is also a highly useful guide for lecturers and scientists looking for a starting point for detector development work.

Fundamentals and Applications

Particle Detectors

In diesem Buch werden die experimentellen Grundlagen von Teilchendetektoren und ihre Anwendung in Experimenten beschrieben. Die Entwicklung von Detektoren ist ein wichtiger Bestandteil der Teilchen-, Astroteilchen- und Kernphysik und gehört daher zum Handwerk des Experimentalphysikers in diesen Gebieten. Dieses umfassende Werk beinhaltet den kompletten Stoff für entsprechende Master-Module in der experimentellen Teilchenphysik, geht aber im Inhalt auch darüber hinaus. Zielgruppe sind Studierende, die sich in die Materie vertiefen möchten, aber auch Lehrende und Wissenschaftler, die das Buch zum Einstieg in das wissenschaftliche Arbeiten an Detektorentwicklungen verwenden können. Zielrichtung des Buches ist, die physikalischen Grundlagen für die Detektoren und ihrer verschiedenen Ausführungen so klar wie möglich und so tiefgehend wie nötig darzustellen. Die Breite des für die Detektorentwicklung nötigen Wissens umfasst viele Bereiche der Physik und Technik, von den Wechselwirkungen der Teilchen mit Materie, der Gas- und Festkörperphysik über Ladungstransport und Signalentstehung bis zur Mikroelektronik. Autoren: Hermann Kolanoski ist Professor i.R. für Physik an der Humboldt-Universität zu Berlin und am Forschungszentrum DESY (Zeuthen). Vorher arbeitete er an den Universitäten Stanford, Bonn und Dortmund. Sein Fachgebiet ist die experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik. Er forscht an den Experimenten IceCube am Südpol und ATLAS am CERN. Norbert Wermes ist Physikprofessor an der Universität Bonn mit dem Forschungsgebiet experimentelle Elementarteilchenphysik und Detektorentwicklung. Vorher forschte er an den Forschungszentren DESY und CERN sowie in Stanford und Heidelberg. Mit seiner Gruppe ist er an den Großexperimenten ATLAS (CERN) und Belle II am japanischen Forschungszentrum KEK beteiligt.

Norbert Wermes

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