Detektor cząstek - Particle detector

Experimental and Applied fizyki cząstek , fizyki jądrowej i techniki jądrowej , A detektor cząstek , znany także jako detektor promieniowania jest urządzenie używane do wykrywania i śledzenia i / lub identyfikacji jonizujących cząstek , takich jak te wytwarzane przez rozpadu promieniotwórczego , kosmicznym promieniowanie lub reakcje w akceleratorze cząstek . Detektory mogą mierzyć energię cząstek i inne cechy, takie jak pęd, spin, ładunek, typ cząstek, a także jedynie rejestrować obecność cząstki.

Przykłady i typy

Podsumowanie typów detektorów cząstek

Wiele z wynalezionych i stosowanych dotychczas detektorów to detektory jonizacyjne (spośród których najbardziej typowe są detektory jonizacji gazowej i detektory półprzewodnikowe ) oraz detektory scyntylacyjne ; ale zastosowano również inne, zupełnie inne zasady, takie jak światło Čerenkowa i promieniowanie przejściowe.

Komory chmurowe wizualizują cząsteczki , tworząc przesyconą warstwę pary . Cząsteczki przechodzące przez ten region tworzą ślady chmur podobne do śladów kondensacji samolotów

Rejestracja komory bąbelkowej w CERN

Przykłady historyczne

• Komora bąbelkowa
• Komora chmurowa Wilsona (komora dyfuzyjna)
• Płyta fotograficzna

Detektory do ochrony przed promieniowaniem

Następujące typy detektorów cząstek są szeroko stosowane do ochrony przed promieniowaniem i są komercyjnie produkowane w dużych ilościach do ogólnego użytku w dziedzinie jądrowej, medycznej i środowiskowej.

• Dozymetr
• Elektroskop (używany jako przenośny dozymetr)
• Detektor jonizacji gazowej
  • licznik Geigera
  • Komora jonizacyjna
  • Licznik proporcjonalny
• Licznik scyntylacji
• Detektor półprzewodników

Powszechnie używane detektory do fizyki cząstek i fizyki jądrowej

• Detektor jonizacji gazowej
  • Komora jonizacyjna
  • Licznik proporcjonalny
    • Wielodrutowa komora proporcjonalna
    • Komora dryfująca
    • Komora projekcji czasu
    • Mikrowzór detektora gazowego
  • Rura Geigera – Müllera
  • Komora iskrowa
• Detektory półprzewodnikowe:
  • Detektor półprzewodników i warianty, w tym CCD
    • Krzemowy detektor wierzchołków
  • Półprzewodnikowy detektor śladów jądrowych
  • Wykrywacz Czerenkowa
    • Detektor Czerenkowa z obrazowaniem pierścieniowym (RICH)
  • Licznik scyntylacyjny i powiązany fotopowielacz , fotodioda lub fotodioda lawinowa
    • Komórka Lucasa
    • Czas lotu detektora
  • Detektor promieniowania przejścia
• Kalorymetr
• Detektor płytkowy mikrokanałowy
• Detektor neutronów

Nowoczesne detektory

Nowoczesne detektory fizyki cząstek elementarnych łączą kilka z powyższych elementów w warstwach, podobnie jak cebula .

Badania detektorów cząstek

Detektory zaprojektowane dla nowoczesnych akceleratorów są ogromne, zarówno pod względem wielkości, jak i kosztów. Termin licznik jest często używany zamiast detektora, gdy detektor liczy cząstki, ale nie rozwiązuje ich energii ani jonizacji. Detektory cząstek mogą również zwykle śledzić promieniowanie jonizujące ( fotony o wysokiej energii lub nawet światło widzialne ). Jeśli ich głównym celem jest pomiar promieniowania, nazywane są detektorami promieniowania , ale ponieważ fotony są również (bezmasowymi) cząstkami, termin detektor cząstek jest nadal poprawny.

W zderzaczach

• W CERN
  • dla LHC
    • CMS
    • ATLAS
    • ALICE
    • LHCb
  • dla LEP
    • Aleph [1]
    • Delphi [2]
    • L3
    • Opal [3]
  • dla SPS
    • Eksperyment COMPASS
    • Gargamelle
    • NA61 / POŁYSK
• W Fermilab
  • dla Tevatron
    • CDF
    • D0
  • Mu2e
• W DESY
  • dla HERA
    • H1
    • HERA-B
    • HERMES
    • ZEUS
• W BNL
  • dla RHIC
    • PHENIX
    • Fobos
    • GWIAZDA
• Na SLAC
  • dla PeP-II
    • BaBar
  • dla SLC
    • SLD
• W Cornell
  • dla CESR
    • CLEO
    • CUSB
• W BINP
  • dla VEPP-2M i VEPP-2000
    • ND
    • SND
    • CMD
  • dla VEPP-4
    • KEDR
• Inni
  • MECO z UC Irvine

W budowie

• Dla międzynarodowego zderzacza liniowego (ILC)
  • CALICE (kalorymetr do eksperymentu z liniowym zderzaczem )

Bez zderzaczy

• Antarktyczny układ detektorów mionów i neutrin (AMANDA)
• Kriogeniczne wyszukiwanie ciemnej materii (CDMS)
• Super-Kamiokande
• KSENON

Na statku kosmicznym

• Spektrometr magnetyczny alfa (AMS)
• JEDI (Jupiter Energetic-Particle Detector Instrument)

Zobacz też

• Liczenie wydajności
• Lista cząstek
• Generator impulsów ogonowych

Bibliografia

• Jones, R. Clark (1949). „Nowy system klasyfikacji detektorów promieniowania”. Journal of the Optical Society of America . 39 (5): 327–341. doi : 10.1364 / JOSA.39.000327 .
• Jones, R. Clark (1949). „Erratum: najwyższa czułość detektorów promieniowania”. Journal of the Optical Society of America . 39 (5): 343. doi : 10.1364 / JOSA.39.000343 .
• Jones, R. Clark (1949). „Zalety detektorów promieniowania”. Journal of the Optical Society of America . 39 (5): 344–356. doi : 10.1364 / JOSA.39.000344 .

Dalsza lektura

Taśmy filmowe

• „ Detektory promieniowania ”. HM Stone Productions, Schloat. Tarrytown, NY, Prentice-Hall Media, 1972.

Informacje ogólne

• Grupen, C. (28 czerwca - 10 lipca 1999). „Fizyka wykrywania cząstek”. Materiały konferencyjne AIP, Oprzyrządowanie w fizyce cząstek elementarnych, VIII . 536 . Stambuł: Dordrecht, D. Reidel Publishing Co. s. 3–34. arXiv : fizyka / 9906063 . doi : 10.1063 / 1.1361756 .