Черенковский детектор

Черенковский детектор (произношение: /tʃɛrɛnˈkɔv/; русский: Черенко́в) — это детектор частиц , использующий порог скорости светообразования, зависящий от скорости световой поток или зависящее от скорости направление света черенковского излучения .

Фундаментальный

Частица, проходящая через материал со скоростью, превышающей ту, с которой свет может проходить через материал, излучает свет. Это похоже на звуковой удар , когда самолет движется по воздуху быстрее, чем звуковые волны могут перемещаться по воздуху. Направление излучения этого света соответствует конусу с углом θ _c относительно направления движения частицы, причем cos(θ _c ) = ⁠ c / nv ⁠ (c = скорость света в вакууме , n = показатель преломления среды, а v — скорость частицы). Таким образом, угол конуса θ _c является прямой мерой скорости частицы. Формула Франка-Тамма. ⁠ d ²Н / dωdx ⁠ = ⁠ z ²а / с ⁠ грех ²θ _с^{[ нужны разъяснения ]} дает количество произведенных фотонов.

Аспекты

Большинство черенковских детекторов предназначены для регистрации черенковского света, излучаемого первичной заряженной частицей. Некоторые сенсорные технологии явно нацелены на черенковский свет, создаваемый (также) вторичными частицами, будь то некогерентное излучение, возникающее в ливне электромагнитных частиц , или когерентное излучение, например, эффект Аскарьяна .

Черенковское излучение присутствует не только в диапазоне видимого света или УФ-излучения, но также в любом диапазоне частот, где могут соблюдаться условия излучения, то есть в радиочастотном диапазоне.

Могут использоваться разные уровни информации. Бинарная информация может быть основана на отсутствии или наличии обнаруженного черенковского излучения. Можно использовать количество или направление черенковского света.

В отличие от сцинтилляционного счетчика светообразование происходит мгновенно.

Типы детекторов

В простом случае порогового детектора пороговая энергия, зависящая от массы, позволяет различать более легкую частицу (которая излучает) и более тяжелую частицу (которая не излучает) с одинаковой энергией или импульсом. Несколько пороговых ступеней могут быть объединены для расширения охватываемого диапазона энергии.

Пороговые детекторы Черенкова использовались для быстрого измерения времени и времени полета в детекторах частиц.

Более сложные конструкции используют количество производимого света. Регистрируя свет как от первичных, так и от вторичных частиц, для черенковского калориметра общий световыход пропорционален энергии падающих частиц.

По направлению света используются дифференциальные черенковские детекторы.

Записывая расположение отдельных черенковских фотонов на чувствительной к положению области датчика, детекторы RICH затем восстанавливают черенковские углы на основе записанных шаблонов. Таким образом, поскольку детекторы RICH предоставляют информацию о скорости частицы, если также известен импульс частицы (из магнитного изгиба), объединение этих двух частей информации позволяет определить массу частицы, чтобы можно было идентифицировать тип частицы.

См. также

Ссылки