Трекинг (физика элементарных частиц)
В физике элементарных частиц трекинг — это процесс восстановления траектории (или трека ) электрически заряженных частиц в детекторе частиц, известном как трекер . Частицы, попадающие в такой трекер, оставляют точную запись своего прохождения через устройство путем взаимодействия с компонентами и материалами соответствующей конструкции. Наличие калиброванного магнитного поля во всем или в части трекера позволяет напрямую определять локальный импульс заряженной частицы на основе восстановленной локальной кривизны траектории для известного (или предполагаемого) электрического заряда частицы.
В целом реконструкция пути делится на два этапа. Во-первых, необходимо выполнить поиск треков, где кластер совпадений с детектором, предположительно происходящих от одного и того же трека, группируется вместе. Во-вторых, выполняется подгонка гусеницы. Подгонка трека — это процедура математической подгонки кривой к найденным попаданиям, и на основе этой подгонки получается импульс. [ 1 ]
Идентификация и реконструкция траекторий по цифровым данным современного трекера в простейших случаях, при отсутствии магнитного поля и поглощающего/рассеивающего материала, может быть достигнута путем аппроксимации прямолинейного сегмента. В менее простых случаях может быть достаточно простой спиральной модели для определения импульса в присутствии магнитного поля, вплоть до полного процесса (например, фильтра Калмана ) , чтобы обеспечить детальную реконструированную локальную модель по всей трассе в наиболее сложных случаях. случаи. [ 2 ]
Эта реконструкция траектории плюс импульс позволяет проецировать на другие детекторы или через них, которые измеряют другие важные свойства частицы, такие как энергия или тип частицы ( калориметр , детектор Черенкова ). Эти реконструированные заряженные частицы можно использовать для идентификации и реконструкции вторичных распадов , в том числе возникающих из «невидимых» нейтральных частиц, как это можно сделать для B-метки (в таких экспериментах, как CDF или на БАК ), и для полной реконструкции событий (как в многие текущие эксперименты по физике элементарных частиц, такие как ATLAS , BaBar , Belle и CMS ).
В физике элементарных частиц использовалось множество устройств для отслеживания. К ним относятся камеры Вильсона (1920–1950), пластины ядерной эмульсии (1937–), пузырьковые камеры (1952–), [ 3 ] искровые камеры (1954-), многопроволочные пропорциональные камеры (1968-) и дрейфовые камеры (1971-), [ 4 ] включая камеры проекции времени (1974–). С появлением полупроводников и современной фотолитографии появились твердотельные трекеры, также называемые кремниевыми трекерами (1980–), [ 5 ] используются в экспериментах, требующих компактного, высокоточного и быстросчитываемого отслеживания; например, недалеко от основной точки взаимодействия в коллайдере, таком как БАК . [ 6 ] [ 7 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Стрэндли, Аре; Фрювирт, Рудольф (2010). «Реконструкция треков и вершин: от классических к адаптивным методам». Обзоры современной физики . 82 (2): 1419–1458. Бибкод : 2010РвМП...82.1419С . дои : 10.1103/RevModPhys.82.1419 .
- ^ Фрювирт, Р. (1987). «Применение фильтрации Калмана для отслеживания и подгонки вершин». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях . Секция А. 262 (2–3): 444–450. Бибкод : 1987NIMPA.262..444F . дои : 10.1016/0168-9002(87)90887-4 .
- ^ Пинкард, Энн (21 июля 2006 г.). «На переднем плане история: стартует серия летних лекций» . Проверено 19 августа 2016 г.
- ^ Блюм, В.; Риглер, В.; Роланди, Л. (2008). Обнаружение частиц с помощью дрейфовых камер (PDF) (2-е изд.). Издательство Спрингер. ISBN 978-3-540-76683-4 .
- ^ Турала, М. (2005). «Кремниевые детекторы слежения — исторический обзор» (PDF) . Ядерные приборы и методы в физических исследованиях А . 541 (1–2): 1–14. Бибкод : 2005NIMPA.541....1T . дои : 10.1016/j.nima.2005.01.032 .
- ^ «Детектор трекеров CMS» .
- ^ «Вертексный детектор LHCb» .
 | Эта физике элементарных частиц статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |