Im Laufe der Zeit haben sich Physiker Dutzende unterschiedliche Detektortypen ausgedacht. Sie alle sind auf bestimmte Aufgaben spezialisiert und wirken in Großdetektoren zusammen.

Die unterschiedlichen Typen von Teilchendetektoren haben jeder ihre Vor- und Nachteile und sind meist für die Beantwortung einer ganz speziellen Frage geeignet:

• Um welches Teilchen handelt es sich?

• Wie groß ist die Energie des Teilchens?

• In welcher Richtung ist es unterwegs?

Es gibt keinen Detektortyp, der alles gleich gut kann. Daher kommen mehrere von ihnen in modernen Großdetektoren zum Einsatz. Dort sind sie meist wie Zwiebelschalen umeinander gelegt. Moderne Detektoren der Teilchenphysik werden damit schnell zu gewaltigen und hochkomplexen Geräte. Der größte Detektor an einem Teilchenbeschleuniger, ATLAS am LHC, ist 22 Meter hoch und 45 Meter lang.

Und das sind die einzelnen Komponenten im Detail:

• Spurdetektoren
  Im Inneren eines Großdetektors werden die Spuren vermessen, die elektrisch geladene Teilchen hinterlassen. Wenn die Teilchen dabei ein magnetisches Feld durchfliegen, ist ihre Bahn gekrümmt. Anhand der Krümmung lassen sich Rückschlüsse auf den Impuls (Geschwindigkeit mal Masse) und die Ladung der Teilchen ziehen.
• Kalorimeter
  In Kalorimetern wird die Energie der Teilchen bestimmt. Es werden dabei zwei Typen von Kalorimetern unterschieden: Elektromagnetische Kalorimeter bestimmen die Energie von Elektronen, Positronen und Photonen. Hadronische Kalorimeter kümmern sich um alle Teilchen, die aus Quarks zusammengesetzt sind, die Hadronen.
• Magnete
  Im Inneren von Großdetektoren herrschen Magnetfelder, die bis zu 100.000-mal stärker sind als das Magnetfeld der Erde. Dies krümmt die Bahnen geladener Teilchen auf verräterische Weise.
• Myonkammer
  Myonen, die schweren Vettern der Elektronen, durchfliegen alle inneren Detektorschichten und werden in den ganz außen liegenden Myonkammern nachgewiesen.
• Elektronikcontainer
  Nur mit Hilfe elektronischer Rechenknechte können Physiker die unvorstellbaren Informationsmengen bewältigen, die in Großdetektoren anfallen: Die Hard- und Software in Elektronikcontainern entscheidet, ob sich bei einem Zusammenstoß auch etwas Spannendes ereignet hat. Die „schlechten“ Ereignisse wandern ins Daten-Nirvana, nur die „guten“ Ereignisse bekommen die Physiker zu Gesicht.