Главная » Засолка грибов » Детекторы частиц. Список работающих или строящихся детекторов для ускорителей на встречных пучках

Детекторы частиц. Список работающих или строящихся детекторов для ускорителей на встречных пучках

Через наше тело каждую секунду пролетают десятки тысяч элементарных частиц из космоса - мюонов, электронов, нейтрино и так далее. Мы их не чувствуем и не видим, но это не значит, что их нет. И не значит, что их нельзя зафиксировать. Мы предлагаем читателям N + 1 своими руками собрать устройство, которое позволит вам «увидеть» этот непрерывный космический дождь.

«Настоящие» детекторы частиц, например те, что стоят на Большом адронном коллайдере, стоят миллионы долларов и весят сотни тонн, но мы попробуем обойтись значительно более скромным бюджетом.

Нам понадобятся:

  • сухой лед (примерно 80 рублей за килограмм, желательно купить пенопластовый термоконтейнер еще за 300 рублей - иначе все, что вы купили, испарится слишком быстро). Очень много сухого льда не нужно, килограмма хватит;
  • изопропиловый спирт (стоит 370 рублей за 0,5 литра, продается в магазинах радиотехники);
  • кусок фетра (швейный магазин, около 150 рублей);
  • клей, чтобы приклеить фетр к дну контейнера («Момент», 150 рублей);
  • прозрачный контейнер, например пластмассовый аквариум с крышкой (мы купили пищевой контейнер из твердого пластика за 1,5 тысячи рублей);
  • подставка под сухой лед, это может быть фотографическая кювета (нашлась на редакционной кухне);
  • фонарик.

Итак, приступаем. Сперва нужно приклеить кусок фетра на дно контейнера и подождать несколько часов, пока клей высохнет. После этого фетр нужно пропитать изопропиловым спиртом (следите, чтобы спирт не попал в глаза!). Желательно, чтобы фетр полностью пропитался спиртом, остаток которого потом надо слить. Затем на дно кюветы нужно высыпать сухой лед, закрыть контейнер крышкой и поставить его в сухой лед крышкой вниз. Теперь нужно подождать, чтобы воздух внутри камеры насытился парами спирта.

Принцип работы камеры Вильсона (она же «туманная камера») состоит в том, что даже очень слабое воздействие заставляет насыщенный пар спирта конденсироваться. В результате даже воздействие космических частиц заставляет пар конденсироваться, и в камере формируются цепочки микроскопических капель - треки.

Посмотреть на эксперимент можно на нашем видео:


Несколько замечаний из опыта: не стоит покупать слишком много сухого льда - он испарится полностью меньше чем за сутки даже их термоконтейнера, а промышленный холодильник найдется у вас навряд ли. Нужно, чтобы крышка прозрачного контейнера была черной, например, можно закрыть его снизу черным стеклом. На черном фоне лучше будут видны треки. Смотреть нужно именно в нижнюю часть контейнера, там образуется характерный туман, похожий на моросящий дождь. В этом тумане и возникают треки частиц.

Какие треки можно увидеть:


Symmetry Magazine

Это не космические частицы. Короткие и толстые треки - следы альфа-частиц, испускаемых атомами радиоактивного газа радона, который непрерывно просачивается из недр Земли (и накапливается в непроветриваемых помещениях).


Symmetry Magazine

Длинные узкие треки оставляют мюоны - тяжелые (и короткоживущие) родственники электронов. Они рождаются во множестве в верхних слоях атмосферы, когда частицы высоких энергий сталкиваются с атомами и порождают целые ливни частиц, в основном состоящие из мюонов.

«Настоящие» детекторы частиц, например те, что стоят на Большом адронном коллайдере, стоят миллионы долларов и весят сотни тонн, но мы попробуем обойтись значительно более скромным бюджетом.

Нам понадобятся:

  • сухой лед (примерно 80 рублей за килограмм, желательно купить пенопластовый термоконтейнер еще за 300 рублей - иначе все, что вы купили, испарится слишком быстро). Очень много сухого льда не нужно, килограмма хватит;
  • изопропиловый спирт (стоит 370 рублей за 0,5 литра, продается в магазинах радиотехники);
  • кусок фетра (швейный магазин, около 150 рублей);
  • клей, чтобы приклеить фетр к дну контейнера («Момент», 150 рублей);
  • прозрачный контейнер, например пластмассовый аквариум с крышкой (мы купили пищевой контейнер из твердого пластика за 1,5 тысячи рублей);
  • подставка под сухой лед, это может быть фотографическая кювета (нашлась на редакционной кухне);
  • фонарик.

Итак, приступаем. Сперва нужно приклеить кусок фетра на дно контейнера и подождать несколько часов, пока клей высохнет. После этого фетр нужно пропитать изопропиловым спиртом (следите, чтобы спирт не попал в глаза!). Желательно, чтобы фетр полностью пропитался спиртом, остаток которого потом надо слить. Затем на дно кюветы нужно высыпать сухой лед, закрыть контейнер крышкой и поставить его в сухой лед крышкой вниз. Теперь нужно подождать, чтобы воздух внутри камеры насытился парами спирта.

Принцип работы камеры Вильсона (она же «туманная камера») состоит в том, что даже очень слабое воздействие заставляет насыщенный пар спирта конденсироваться. В результате даже воздействие космических частиц заставляет пар конденсироваться, и в камере формируются цепочки микроскопических капель - треки.

Посмотреть на эксперимент можно на нашем видео:


Несколько замечаний из опыта: не стоит покупать слишком много сухого льда - он испарится полностью меньше чем за сутки даже их термоконтейнера, а промышленный холодильник найдется у вас навряд ли. Нужно, чтобы крышка прозрачного контейнера была черной, например, можно закрыть его снизу черным стеклом. На черном фоне лучше будут видны треки. Смотреть нужно именно в нижнюю часть контейнера, там образуется характерный туман, похожий на моросящий дождь. В этом тумане и возникают треки частиц.

Какие треки можно увидеть:

Это не космические частицы. Короткие и толстые треки - следы альфа-частиц, испускаемых атомами радиоактивного газа радона, который непрерывно просачивается из недр Земли (и накапливается в непроветриваемых помещениях).

Длинные узкие треки оставляют мюоны - тяжелые (и короткоживущие) родственники электронов. Они рождаются во множестве в верхних слоях атмосферы, когда частицы высоких энергий сталкиваются с атомами и порождают целые ливни частиц, в основном состоящие из мюонов.

Искривленные траектории - признак электронов или их античастиц, позитронов. Они тоже порождаются космическими лучами, сталкиваются с молекулами воздуха и могут двигаться зигзагами.

Если вы увидели раздваивающиеся треки, значит, вам повезло: вы стали свидетелем распада одной частицы на две.


Понравилось? Подпишитесь на N + 1 в

Первая статья из обещанного цикла про то, чем я занимаюсь. В отличии от статей на историческую тематику, источников здесь проставлять не буду. Очень сомневаюсь, что кто-то захочет проверять мои слова по специальной литературе, в особенности, англоязычной.


Claus Grupen. Particle Detectors (Переведен на русский, гуглите; наш основной учебник)

К.Н. Мухин «Экспериментальная ядерная физика» (В чем-то устарел, но написано хорошо)

При написании этого цикла статей, исхожу из того, что читатель знает физику в объеме несколько большем, чем школьная программа. Например, институтский курс механики. Я честно старался сделать его максимально популярным, но кое-что знать все же надо.

Какие частицы регистрируются в детекторах

Здесь должны были быть несколько вводных слов про то, что все вещества состоят из атомов, а где-то в этих атомах скрываются элементарные частицы, и они такие маленькие, что, чтобы вытащить их оттуда, нужно строить большие установки. Таких слов здесь не будет, потому что это более-менее общеизвестная информация, которую учат в школе. Разных элементарных частиц очень много, они бывают составные и простые, то есть, фундаментальные.
Возможно, читатель в курсе, что такое кварки, лептоны и фундаментальные бозоны. Если нет, перед чтением можно просветиться . Но не обязательно. Потому что наблюдать в детекторах мы можем только те частицы, которые успевают долететь до них за время жизни. Из фундаментальных это: электрон, мюон, фотон, нейтрино . Гравитоны, по идее, тоже долетают, но поиск гравитационных волн - отдельная песня и не по нашей части. Можно наблюдать также составные частицы, сложенные из нескольких кварков. В приведенной таблице, составные частицы можно найти в разделах "мезоны" и "барионы". Мезон - связанное состояние двух кварков, барион - трех. Сюда не включены короткоживущие частицы, назвываемые резонансами: полное их перечисление заняло бы слишком много места.

Частицы, которые мы регистрируем в детекторах, могут иметь очень разные скорости, но, ясное дело, не больше скорости света. Двигаясь с околосветовой скоростью, частица может пролететь расстояние порядка 10^8 метров за секунду. Или, наоборот, несколько метров за 10^-8 секунд. Частица, время жизни которой составляет 10^-10 секунд, родившаяся в ускорителе, в точке взаимодействия пучков, не успеет пролететь те метры, которые отделяют ее от детектора, даже с учетом релятивистского замедления времени. Поэтому, из всех адронов практический интерес представляет только регистрация протонов, пионов (заряженных), каонов и нейтронов . Остальную картину событий следует восстанавливать уже по ним.

Калориметрия

Хотя первое, что вы слышали о физике элементарных частиц, скорее всего, связано с LHC, экспериментами с протонными пучками высоких энергий эта физика отнюдь не исчерпывается. Еще есть эксперименты с пучками электронов, есть нейтринные обсерватории. Но наиболее впечатляющая картинка - это как раз столкновение протонных пучков. В каждом пучке дофига (точное число зависит от установки) протонов, в каждом протоне три кварка, при столкновении они оказываются очень близко и мы можем видеть такую картину.

Ну, то есть, это реконструкция события. Каждая линия - это трек, траектория, по которой что-то двигалось. Распутать этот клубок - задача отдельная, но для начала его нужно хотя-бы просто видеть. Ведь, конечно же, никакой микроскоп не поможет человеческому глазу различить частицу размером 10^-13 метра, летящую с околосветовой скоростью. Но попадание такой частицы в свинцовую пластину, или хотя-бы просто слой воздуха при атмосферном давлении, вызывает последствия, которые мы уже можем наблюдать.

Попадая в слой вещества, частица будет отдавать энергию в результате различных процессов. Можно измерить энергию частицы, уловив ее достаточно толстым слоем. Детекторы, в которых это происходит, называются калориметрами. По специализации калориметры делятся на электромагнитные и адронные, по устройству - на гомогенные и гетерогенные. Гомогенный калориметр - просто слой вещества. Гетерогенный (сэмплинг-калориметр) состоит из нескольких слоев, среди которых есть поглощающие и регистрирующие. Калориметр может использовать не только твердое тело, но и жидкость, и даже газ. То есть, слой может вообще не быть пластиной. Давайте разберемся, что происходит в калориметре.

Потери на ионизацию

Самый простой процесс, касающийся всех заряженных частиц, - ионизация. При ионизации, налетающая частица передает электрону атома вещества часть своей энергии, достаточную, чтобы он тоже покинул атом. Получатся уже две частицы, каждая из которых, в свою очередь, может вызвать ионизацию. При этом, максимальная энергия, которую можно передать электрону в атоме, ограничена законами сохранения.

Речь идет только о кинетической энергии, ведь электрон в атоме уже существует, и на его рождение энергия не расходуется. Здесь E - полная энергия налетающей частицы, р - ее импульс, m - масса. Остальное - бета- и гамма- факторы налетающей частицы, масса электрона и скорость света. Таким образом, энергия, которую электрону может передать налетающая частица, тем меньше, чем меньше ее масса. При этом, чем больше энергия, тем меньше разница, и в ультрарелятивистском случае электрону можно передать всю энергию. Особую роль играют налетающие электроны, для которых формула упрощается, переходя в классическую формулу для центрального столкновения частиц равной масы. Максимальная передаваемая кинетическая энергия входит в приближенную формулу Бете-Блоха, которой описываются потери частиц на ионизацию.


К составлена из констант. Икс обозначает длину, домноженную на плотность. Z и А - это зарядовое и атомное числа, I - средняя энергия ионизации. Эти параметры характеризуют конкретное вещество. Зависимость от энергии налетающей частицы задается неявно бета- и гамма- факторами. Бета-фактор - это скорость частицы в единицах скорости света. Гамма-фактор - он же лоренц-фактор - известный множитель из релятивистской кинематики. При росте энергии частицы, бета-фактор стремится к единице, а гамма-фактор - к бесконечности. В области, где бета-фактор существенно отличается от единицы, гамма-фактор мал. Пока скорость далека от световой, обратная пропорциональность квадрату скорости определяет поведение функции потерь энергии. Это можно понимать так, что быстрая частица проводит меньше времени в кулоновском поле ядра, и ее сложнее захватить. Когда скорость приближается к световой, бета-фактор почти не меняется, а гамма-фактор быстро растет, и определяющим становится логарифмический член. То есть, возрастание сечения взаимодействия для более энергичных частиц. Получается как-то так.

На этой картинке можно видеть, что дает формула Бете-Блоха для различных веществ и частиц. Действительно, если параметры вещества входят в разных местах, то масса частицы - только в одном. Поэтому ось, по которой отложено произведение бета- и гамма- факторов, то есть, приведенный импульс, можно просто сдвигать. При этом, чем тяжелее частица, тем сильнее придется ее сдвинуть, а шкала логарифмическая. То есть, с ростом энергии, минимум ионизации для мюонов наступает гораздо быстрее, чем для электронов. Для протонов, вроде бы, не быстрее. Только вот протон сам по себе в две тысячи раз тяжелее электрона и почти в десять раз тяжелее мюона, так что в абсолютных величинах импульса шкала будет сдвинута так же, как и с мюоном или пионом.

Тормозное излучение

Потери на ионизацию доминируют для частиц низкой энергии. Это упругие взаимодействия, в результате которых никаких новых частиц не рождается. Однако, взаимодействие быстрой заряженной частицы с кулоновским полем ядра может порождать фотоны. Процесс называется тормозным излучением. Фотон уносит энергию и сам может взаимодействовать с веществом. Потери энергии на тормозное излучение задаются выражением:

Z, A - то же, что и выше; z,m, Е - заряд, масса и энергия налетающей частицы. Потери на тормозное излучение линейно зависят от Е, в силу чего, доминируют при высоких энергиях. Но численно они обратно пропорциональны квадрату массы налетающей частицы. Вспомним еще раз, что мюон и пион на два порядка тяжелее электрона, а протон - на три. Что дает, соответственно, четыре и шесть порядков разницы. Поэтому как ионизация, так и тормозное излучнение, хорошо работают для электрона, который при прохождении через вещество порождает настоящие ливни частиц: фотонов и электронов. Чтобы эффективно детектировать массивные частицы, приходится искать другие способы. Пион и протон участвуют в сильных взаимодействиях, а вот с мюоном такой номер не проходит. Остается увеличить установку во много раз.


Сектор детектора CMS , чтобы оценить масштаб проблемы. Зеленого слоя достаточно, чтобы свою энергию потеряли электроны. Желтого хватит для адронов. Все, что дальше - мюонная система.

Фотоны и электромагнитные ливни

Фотон - квант света. Свет тот же, что видим человеческим глазом, только энергии (и частоты) другие. Фотон таких энергий при попадании в глаз запустит много нехороших процессов. Основные из них:


  1. Фотоэлектрический эффект - испускание электронов атомами глаза. Доминирует при низких энергиях.

  2. Комптон-эффект - упругое рассеивание фотона на электронах, входящих в состав атомов глаза. Доминирует при средних энергиях.

  3. Прямое рождение электрон-позитронных пар в кулоновском поле атома глаза. Доминирует при высоких энергиях.

Результатом этих процессов являются заряженные частицы, способные, как было описано выше, вступить во взаимодействие с веществом, которое также породит фотон. Причем происходит размножение, то есть, если брать фотон достаточно высокой энергии, чтобы доминировали процессы 2 и 3, результатом каждого шага окажется пара частиц. Ведь после единичного акта тормозного излучения тоже имеются электрон/позитрон и фотон, готовые взаимодействовать дальше. А после акта ионизации - два электрона. Получается так называемый электромагнитный ливень.

Принцип таков

Это продолжается вот так

И оставляет вот такие красивые следы

В общем, глаз, засунутый в ускоритель, не только гамма-кванта не увидит, но, скорее всего, больше ничего никогда не увидит. Конкретный фотон взаимодействует только два раза в жизни: при рождении и поглощении. Но выйти из ливня, не породив новых частиц, он может только если его энергии недостаточно даже для фотоэффекта. Тогда фотон поглотится электроном атома, переведя его в возбужденное состояние. В простейшей модели ливня, где на каждом следующем шаге получаются две частицы, каждый шаг уменьшает среднюю энергию частицы вдвое. Соответственно, десять шагов уменьшат ее на три порядка. Энергии переходов с одной орбиты на другую - несколько эВ. Энергия первоначального фотона (или электрона) может составлять несколько МэВ и даже ГэВ. То есть, чтобы ливень начал затухать, должно пройти двадцать-тридцать шагов, а в особо запущенных (в смысле, мощную установку запустили) случаях - еще больше.

Характерный размер одного шага задается радиационной длиной - средней длиной на которой электрон теряет (1-1/e) своей энергии на тормозное излучение или 7/9 средней длины свободного пробега фотона между рождениями пар. Радиационная длина измеряется в тех же единицах, что и икс в формулах потерь на ионизацию и тормозное излучение. Чтобы перевести ее в привычные сантиметры, нужно поделить на плотность. Электромагнитный ливень может развиваться на десятки радиационных длин. Радиационная длина, обычно, исчисляется в десятках грамм на сантиметр квадратный. В пересчете на сантиметры, результат может быть очень разным, потому что плотности у веществ разные. Так электромагнитный ливень в атмосфере может развиваться на многих километрах, а толщина пластинки из свинца, достаточной для точной калориметрии МэВ-ных электронов, не превысит нескольких десятков сантиметров.

Естественно, радиационная длина, вычисленная для мюона, протона или пиона, была бы другой из-за разницы в массе. На практике, это означало бы, что тот же свинцовый калориметр толщиной 10 см (около 20-ти рад.длин) пион пролетал бы, не заметив. В то время как электрон неизбежно породил бы ливень, который успел бы развиться и затухнуть. Таким образом, калориметры для тяжелых частиц нужно строить гораздо больше.

Адронные ливни

Протоны и пионы удается поймать за счет того, что они участвуют не только в электромагнитном, но и в сильном взаимодействии. Если электромагнитное взаимодействие происходило в кулоновском поле атома, сильное происходит в поле ядерных сил. Большинство происходящих там процессов неупругие, то есть, исходная частица поглощается, рождая несколько других. Однако, есть и процессы упругого рассеяния.

При этом могут рождаться не только адроны, но также фотоны и электроны, которые породят электромагнитные ливни. Могут вылетать частицы, состоящие из нескольких адронов, например, всем известная альфа-частица, ядро гелия. Примерно одна пятая часть энергии налетающей частицы уходит в "невидимую" энергию ядерных связей, которая не регистрируется в калориметре.


Схема адронного каскада в поглотителе. Видны электромагнитные ливни, порожденные пи0-мезонами

Размер адронного ливеня характеризуется ядерной длиной, которая, для тяжелых атомов, на порядок больше радиационной. Это печально, но альтернатива - четыре-шесть порядков разницы в потерях на тормозное излучение. Поэтому энергия частиц, участвующих в сильном взаимодействии, измеряется таким способом. Точная калориметрия адронов затруднена большими флуктуациями в развитии ливня. Приходится изобретать специальные процедуры взвешивания, чтобы решить эту проблему. Тем не менее, энергетическое разрешение лучших адронных калориметров не превышает 35%, деленных на корень из энергии. Что на порядок хуже типичных значений для электромагнитных калориметров.

В русскоязычной научной и учебной литературе известно очень мало изданий по тематике этой книги, и они уже давно стали библиографической редкостью.
Данное издание выгодно отличает полнота изложения принципов работы детекторных систем, систематичность описания их технического устройства и практической реализации, а также обсуждение области их применения.
Книга содержит обширную библиографию (более 600 ссылок на книжные издания и оригинальные статьи в современных физических журналах) и глоссарий, включающий сжатую информацию об области применения, достоинствах и недостатках каждого из рассмотренных типов детекторов.
Это прекрасное учебное и справочное руководство для всех, кто применяет детекторы излучений и элементарных частиц в своей практической деятельности.

Взаимодействие частиц и излучения с веществом.
Частицы и излучение не могут быть зарегистрированы непосредственно, а лишь через их взаимодействие с веществом. Взаимодействия заряженных частиц, вообще говоря, отличаются от взаимодействий нейтральных частиц, например, фотонов. Каждый процесс взаимодействия может быть основой для некоторого вида детектирования. Существует множество различных типов взаимодействий и, как следствие, большое количество детекторов частиц и излучения. Кроме того, для одной и той же частицы при разных энергиях существенную роль могут играть разные типы взаимодействия.

В этой главе будут подробно рассмотрены основные механизмы взаимодействия частиц с веществом. Некоторые эффекты будут упомянуты при описании конкретных типов детекторов. Мы не будем выводить выражения для сечений из первых принципов, а приведем лишь окончательные результаты в том виде, в котором они применяются для детекторов частиц.

Содержание
Предисловие редакторов перевода Предисловие к русскому изданию Предисловие автора Вступление
1 Взаимодействие частиц и излучения с веществом
1.1 Взаимодействие заряженных частиц с веществом
1.1.1 Потери энергии на ионизацию и возбуждение
1.1.2 Удельная ионизация
1.1.3 Многократное рассеяние
1.1.4 Тормозное излучение
1.1.5 Прямое рождение электрон-позитронных пар
1.1.6 Потери энергии на фотоядерные взаимодействия
1.1.7 Полные потери энергии
1.1.8 Соотношение пробег-энергия для заряженных частиц
1.2 Взаимодействие фотонов
1.2.1 Фотоэффект
1.2.2 Комптон-эффект
1.2.3 Рождение пар
1.2.4 Полное сечение поглощения фотонов
1.3 Сильное взаимодействие адронов
1.4 Дрейф и диффузия в газах
2 Основные характеристики детекторов частиц
3 Единицы измерения излучения
4 Детекторы для ионизационных и трековых измерений
4.1 Ионизационные камеры
4.2 Пропорциональные счетчики
4.3 Счетчики Гейгера
4.4 Стримерные трубки
4.5 Регистрация частиц в жидкостях
4.6 Многопроволочные пропорциональные камеры
4.7 Плоские дрейфовые камеры
4.8 Цилиндрические проволочные камеры
4.8.1 Цилиндрические пропорциональные и дрейфовые камеры
4.8.2 Струйные дрейфовые камеры
4.8.3 Времяпроекционные камеры (ВПК)
4.9 Времяпроекционные камеры с оптическим съемом
4.10 Эффекты старения в проволочных камерах
4.11 Пузырьковые камеры
4.12 Камеры Вильсона
4.13 Стримерные камеры
4.14 Камеры на разрядных трубках
4.15 Искровые камеры
4.16 Ядерные эмульсии
4.17 Кристаллы галоидного серебра
4.18 Рентгеновские пленки
4.19 Термолюминесцентные детекторы
4.20 Радиофотолюминесцентные детекторы
4.21 Пластиковые детекторы
4.22 Сравнение детекторов для ионизационных и трековых измерений
5 Временные измерения
5.1 Фотоумножители
5.2 Сцинтилляционные счетчики
5.3 Плоские искровые счетчики
6 Идентификация частиц
6.1 Нейтронные счетчики
6.2 Детекторы нейтрино
6.3 Счетчики времени пролета
6.4 Черенковские счетчики
6.5 Детекторы переходного излучения (ДПИ)
6.6 Разделение по энергетическим потерям
6.7 Сравнение методов идентификации частиц
7 Измерение энергии
7.1 Твердотельные детекторы
7.2 Калориметры электронов и фотонов
7.3 Адронные калориметры
7.4 Идентификация частиц в калориметрах
7.5 Калибровка и мониторирование калориметров
7.6 Криогенные калориметры
8 Измерение импульса
8.1 Магнитные спектрометры для экспериментов с фиксированной мишенью
8.2 Магнитные спектрометры для специальных приложений
9 Электроника
10 Обработка информации
Приложение А: таблица фундаментальных физических констант
Приложение Б: определение физических величин и их единицы
Список литературы
Алфавитный указатель.

Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Детекторы элементарных частиц, Справочное издание, Групен К., 1999 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Детектор элементарных частиц

Детектор CMS, один из примеров большого детектора элементарных частиц.

Детектор элементарных частиц , детектор ионизирующего излучения в экспериментальной физике элементарных частиц - устройство, предназначенное для обнаружения и измерения параметров элементарных частиц высокой энергии, таких как космические лучи или частиц, рождающихся при ядерных распадах или в ускорителях .

Основные типы

Список работающих или строящихся детекторов для ускорителей на встречных пучках

  • Детекторы на коллайдере LHC (CERN)
  • Детекторы на коллайдере Tevatron
  • Детекторы на электрон-позитронных коллайдерах
    • Belle (коллайдер KEKB, KEK)
    • BES (коллайдер BEPC, Пекин)
    • CLEO (коллайдер CESR)
    • КЕДР (коллайдер ВЭПП-4, Новосибирск)
    • КМД, СНД (коллайдер ВЭПП-2М, ВЭПП-2000 , Новосибирск)

Прикладное применение

Помимо научных экспериментов, детекторы элементарных частиц находят применение и в прикладных задачах - в медицине (рентгеновские аппараты с малой дозой облучения, томографы , лучевая терапия), материаловедении (дефектоскопия), для предполетного досмотра пассажиров и багажа в аэропортах.

Литература

  • K. Групен. Детекторы элементарных частиц. Новосибирск. Сибирский хронограф, 1999.
  • Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин, Web-публикация на основе учебного пособия Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин. «Частицы и ядра. Эксперимент», М.: Издательство МГУ, 2005.
  • Grupen, C. (June 28-July 10 1999). "Physics of Particle Detection". AIP Conference Proceedings, Instrumentation in Elementary Particle Physics, VIII 536 : 3–34, Istanbul: Dordrecht, D. Reidel Publishing Co.. DOI:10.1063/1.1361756 .

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Детектор из особо чистого германия
  • Детелина

Смотреть что такое "Детектор элементарных частиц" в других словарях:

    Детекторы элементарных частиц - Детектор CMS, один из примеров большого детектора элементарных частиц. Детектор элементарных частиц, детектор ионизирующего излучения в экспериментальной физике элементарных частиц устройство, предназначенное для обнаружения и измерения… … Википедия

    Ускоритель элементарных частиц - Вид на ускорительный центр Fermilab, США. Теватрон (кольцо на заднем плане) и кольцо инжектор. Ускоритель заряженных частиц класс устройств для получения заряженных частиц (элементарных частиц, ионов) высоких энергий. Современные ускорители,… … Википедия

    Калориметр (физика элементарных частиц) - Не следует путать с колориметр. прибор для измерения цвета. Не следует путать с калориметр. в теплофизике прибор для измерения теплоты. Kалориметр (от лат. calor тепло и …метр) в физике элементарных частиц и ядерной физике прибор, который… … Википедия

    Детекторы (приборы для регистрации элементарных частиц) - Детекторы (приборы для регистрации) ДЕТЕКТОРЫ частиц, приборы для регистрации элементарных частиц, ядер и g квантов. Действие детектора основано на ионизации и возбуждении атомов вещества. Различают детекторы дискретного счета частиц… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

    Детектор - Эту страницу предлагается переименовать в Детектор (значения). Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К переименованию/15 марта 2012. Возможно, её текущее название не соответствует нормам современного русского языка и/или… … Википедия

    Детектор переходного излучения - (ДПИ), Transition Radiation Detector (TRD) детектор быстрых заряженных частиц, который регистрирует переходное излучение, испускаемое релятивистской частицей при пересечении ею границы раздела сред с различной диэлектрической проницаемости … Википедия

    Детектор из особо чистого германия - Эта страница требует существенной переработки. Возможно, её необходимо викифицировать, дополнить или переписать. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К улучшению/26 августа 2012. Дата постановки к улучшению 26 августа 2012.… … Википедия

    ДЕТЕКТОР - (1) прибор или устройство для регистрации элементарных и (см.) частиц (протонов, нейтронов, электронов, мезонов, кварков и др.), атомных ядер (альфа частиц и др.), рентгеновских и гамма квантов, а также для обнаружения теплового излучения.… … Большая политехническая энциклопедия

    Черенковский детектор - Черенковский детектор, или детектоp чеpенковского излучения детектор элементарных частиц, использующий детектирование черенковского излучения, что позволяет косвенным образом определить массы частиц, или отделить более лёгкие частицы (дающие… … Википедия

    Сферический нейтральный детектор - (сокращенно СНД) детектор элементарных частиц. Работал на электрон позитронном коллайдере ВЭПП 2М в ИЯФ им. Будкера в Новосибирске. После модернизации детектор работает на новом коллайдере ВЭПП 2000. Содержание 1 История детектора … Википедия



Предыдущая статья: Следующая статья:

© 2015 .
О сайте | Контакты
| Карта сайта