Astron. Nachr. 308 (1987) 3

Buchbesprechung

M. J. ECCLES, M. E. SIM, K. P. TRITTON: Low light level de- dectors in astronomy. Cambridge University Press, Cam- bridge, 1983. 187 S. ISBN o 521 24088 3 Preis: E 20.00.

Erkenntniszuwachs in der Wissenschaft ist selten stetig. Neue technische Entwicklungen konnen zu plotzlichem, starkem An- wachsen in Menge und Qualitat verftigbarer Daten ftihren. Unser physikalisches Verstandnis Bndert sich sprunghaft : der Fort- schritt ist gering, bis das Sammeln scheinbar nicht zusammen- hiingender Beobachtungen und Ergebnisse einen Punkt erreicht hat, wo viele Dinge plotzlich zusammenpassen. Dann folgt eine Periode groBen Erkenntniszuwachses. In einer solchen Periode befinden wir uns heute. Zu den technischen Neuentwicklungen in der Astronomie gehoren leistungsfahige, computergesteuerte Flachenphotometer. welche es uns erlauben, Photoplatten detail- liert zu untersuchen. Weit wichtiger aber ist, daB uns heute hochempfindliche Empfanger, z. B. CCD-Kameras, zur Verftigung stehen, mit denen wir zweidimensionale digitale Aufnahmen groBer Ausdehnung mit wesentlich h6herer Genauigkeit erhalten k6nnen. CCD haben mit 60% eine wesentlich h6here Quantenaus- beute als Bildwandler (15%) oder gar die Photoplatte (1%).

Nun liegt ein Buch vor, in dem die verschiedenen Empfanger- typen, die dem Astronomen heute zur Verftigung stehen, vorge- stellt und ihre physikalischen Grundlogen erlautert werden. Der Bereich verfogbarer optischer Empfanger (allerdings wurden die speziellen Empfanger ftir die Infrarot-Strahlung ausgeklammert) wird erfaBt und dabei den modernen elektronischen Empfangern sehr vie1 Raum gegeben.

Nach einer allgemeinen Einftihrung, in der Fragen der Photo- nenstatistik, des Rauschens, der Quantenausbeute, der raumli- chen AuflBsung u. a. behandelt werden, gliedert sich das Buch in drei Teile: Photographie (Kapitel z und 3). Elektronographie (Kapitel 4) und photoelektrische Empfanger (Kapitel 5- 8). Um die Faktoren zu verstehen, die Quantenausbeute, Spektral- bereich und Empfindlichkeit der einzelnen Empfanger bestimmen, werden zu Beginn jedes Kapitels die grundlegenden physikali- schen Prozesse erlautert. In Kapitel 2 wird die photographische Emulsion als Empfanger behandelt. Nach der Erklarung der Theorie des photographischen Prozesses werden auch die Vor- und Nachteile dargelegt. In Kapitel3 werden dann moderne photo- graphische Techniken in der Astronomie vorgestellt. Kapitel 4 ist den Bildverstarkern und elektronographischen Kameras ge- widmet. Die Fragen nach geeigneten Emulsionen, nach der Empfindlichkeit und der Kalibrierung spielen him eine wesent- liche Rolle. Vor- und Nachteile werden untgrsucht und rnit denen der Photoplatte und anderer Empfanger verglichen. Das Kapitel schlieBt mit einigen Anwendungen ftir die Elektronographie. Zu den wichtigsten photoelektrischen Empfangern geh6ren

die CCD (charged coupled devices) und die nicht so verbreiteten CID (charge injection devices). Diese Empfanger haben die Vor- teile geringen Gewichtes, minimaler Gr6Be, sowie - astronomisch bedeutender - eine hohe Quantenausbeute. Sie haben sich in den letzten Jahren zu einer der wichtigsten Gruppen der Empfiin- ger in der Astronomie entwickelt. Licht, das auf das CCD auftrifft, erzeugt elektrische Ladung in den Dioden; dem optischen Bild entspricht ein Ladungsbild. Durch eine Spannung. die an jede Diode anliegt, wird verhindert, daB die durch das Belichten an- gesammelte Ladung weglauft. Hat man genug Ladung angesam- melt, so wird das CCD zeilenweise ausgelesen. Gegentiber Photo- platte und Bildwandler bietet das CCD viele Vorteile: - h6here Quantenausbeute - Linearitat - hoher dynamischer Bereich (1000: I, bei Photoplatte ca.

30: I) - keine Verzeichnungseffekte wie bei Bildwandlern - direktes Speichern digitaler Werte auf Magnetband. Nachteilig sind unter Umstanden die geringe GrBBe des CCD, das Entstehen von Interferenzen bei groBeren Wellenlangen, Ladungserzeugung auch durch kosmische Teilchen. Ftir die mei-

sten Anwendungen iiberwiegen die Vorteile aber bei weitem. Diese Empfanger hatten meines Erachtens mehr Raum in dem Buche verdient.

Dem Buch liegt ein Vorlesungskurs tiber ,,Low light level de- tectors” an der Universitat Edinburgh zugrunde. Die Teile sind im wesentlichen (bis a f die Einftihrung) unabhangig voneinander und konnen in belieb f er Reihenfolge gelesen werden. Anliegen der Autoren war, die verschiedenen Empfangertypen, die den Astronomen zur Verftigung stehen, vorzustellen, zu vergleichen und die Vor- und Nachteile einzelner Empfangertypen ftir be- stimmte Beobachtungsaufgaben zu erlautern. Diesem Anliegen wird das Buch gerecht. Es ist jedem Astronomen, der sich mit moderner Empfangertechnik vertraut machen will, zu empfehlen.

Regina Schmidt, Potsdam-Babelsberg

Y. NAMBU: Quarks. Frontiers in Elementary Particle Physics. World Scientific, Philadelphia-Singapore, 1985. 228 Seiten. Preis: US-$ 28. - ; (ppk) 16. -. ISBN 9971-966-65-4; (pbk)

Quarks sind nach der heutigen Vorstellung die elementaren Bestandteile der Hadronen (Baryonen und Mesonen). Ihnen werden Eigenschaften zugeschrieben, die das Interesse sowohl der Wissenschaftler als auch der Laien erregten. In diesem Buch geht es nicht nur, wie vielleicht der Titel vermuten 1aBt. um eine Dar- stellung der Quarkmodelle. Der japanische Physiker Y. NAMBU, einer der fuhrenden Theoretiker auf dem Gebiet der Elementar- teilchenphysik. beschreibt die faszinierende Entwicklung seines Fachgebietes in den letzten fiinfzig Jahren, eine Entwicklung, die er iiber Jahrzehnte bewuBt miterlebt und mitgestaltet hat. Und gerade diese enge Beziehung des Autors zu dem Geschehen, das er beschreibt, gibt dem Buch seinen besonderen Reiz. Es vermittelt dem Leser in allgemeinverstandlicher Weise nicht nur die Kennt- nis bestimmter Begriffe und Theorien, sondern hilft ihm zu ver- stehen oder wenigstens zu ahnen, wie sie sich in1 Laufe der Ent- wicklung herauskristallisierten. Dabei werden z. B. Experimente nicht im Detail beschrieben, sondern es wird gezeigt, welche Rolle sie bei der Entwicklung der Elementarteilchenphysik spielten, welche Fragen durch sie beantwortet und welche neu gestellt wurden.

Der Autor beginnt mit der Entstehungsgeschichte der Yukawa- Theorie der Kernkrafte (1935) und ftihrt den Leser bis zur ein- heitlichen Theorie der elektromagnetischen und schwachen Wech- selwirkung (Glashow-Salam-Weinberg-Theorie) und den Ver- suchen, alle fundamentalen Wechselwirkungen in einer Theorie zu vereinigen.

Die Yukawa-Theorie und die Glashcw- Cal~m-WeintErg-T~ECrie fanden ihre glanzende Bestatigung durch den experimentellen Nachweis von Teilchen, die durch diese Theorien vorausgesagt wurden - der n-Mesonen bzw. der W t - und Z-Bosonen. Nach den n-Mesonen wurden viele neue Teilchen entdeckt, rnit Eigen- schaften, die die Theorie standig neu herausforderten. Die Ver- suche, die Vielzahl der Teilchen zu systematisieren, fuhrten schlieB- lich zur Etablierung des Quark-Modells durch GELL-MANN und ZWEIG (1964). Dabei hatte man zunachst angenommen, daB es drei Arten vmQuarks gibt (n, d, s). Ftir deren elektrische Ladun- gen ergaben sich zwangslaufig Teile der Elementarladung (2/3 e. - 1/3 e, - 1/3 e). Der Weg zu bis diesem Model1 und seine Weiter- entwicklungen bis hin zur Quantenchromodynamik werden vom Autor eindrucksvoll beschrieben. Dabei werden die benotigten Begriffe, wie z. B. Symmetrie. Erhaltungssatze, spontane Symme- triebrechung, anschaulich eingeftihrt. Zahlreiche Photographien, Zeichnungen und Karikaturen tragen zum besseren Verstandnis bei und helfen wohl auch dem Ungetibten tiber manche Mtihe hinweg. Das Buch wird nicht nur dem Laien einen Eindruck von der Gedankenwelt der Elementarteilchenphysik vermitteln, son- dern auch der Physiker wird durch die souverane Darstellung eines hervorrangenden Fachmanns gefesselt sein.

9971 -966-66-2.

H. Fuchs, Potsdam-Babelsberg