Kalorimetr (fyzika částic) - Calorimeter (particle physics)

V částicové fyziky , je kalorimetr je experimentální zařízení, které měří energie z částic . Většina částic vstupuje do kalorimetru a iniciuje sprchu částic a energie částic se ukládá v kalorimetru, shromažďuje se a měří. Energii lze měřit jako celek, což vyžaduje úplné zadržení částicové sprchy, nebo ji lze odebrat. Kalorimetry jsou obvykle segmentovány příčně, aby poskytovaly informace o směru částice nebo částic, jakož i uložené energii, a podélná segmentace může poskytovat informace o identitě částice na základě tvaru sprchy, jak se vyvíjí. Návrh kalorimetrie je aktivní oblastí výzkumu ve fyzice částic.

Druhy kalorimetrů

Elektromagnetické versus hadronové

Elektromagnetické kalorimetr je speciálně navržen pro měření energie částic, které vzájemně působí v první řadě prostřednictvím elektromagnetické interakce , zatímco hadronový kalorimetr je určen pro měření částic, které interagují přes silnou nukleární sílou . ( Rozdíly mezi těmito dvěma jsou uvedeny v typech částicových sprch .) Odezvu kalorimetru lze popsat pomocí poměru e / h. Toto je míra toho, jak dobře kalorimetr reaguje na leptony nebo fotony versus hadrony. V ideálním případě by člověk chtěl poměr e / h ~ 1, tato podmínka se nazývá kompenzace.

Homogenní versus vzorkování

Každý z výše uvedených typů lze vyrobit jako vzorkovací kalorimetr, ve kterém je materiál produkující částicovou sprchu odlišný od materiálu, který měří uloženou energii. Tyto dva materiály se obvykle střídají. Jednou z výhod toho je, že každý materiál může být vhodný pro svůj úkol; například velmi hustý materiál lze použít k výrobě sprchy, která se rychle vyvíjí v omezeném prostoru, i když je materiál nevhodný pro měření energie usazené ve sprše. Nevýhodou je, že část energie je uložena ve špatném materiálu a není měřena; proto musí být odhadnuta celková energie sprchy.

Homogenní kalorimetr je taková, ve které je celý objem je citlivý a přispívá signál.

Kalorimetry v experimentech fyziky vysokých energií

Většina experimentů s fyzikou částic používá nějakou formu kalorimetrie. Často je to nejpraktičtější způsob detekce a měření neutrálních částic z interakce. Kromě toho jsou kalorimetry nezbytné pro výpočet „chybějící energie“, kterou lze přičíst částicím, které zřídka interagují s hmotou a unikají z detektoru, jako jsou neutrina. Ve většině experimentů funguje kalorimetr ve spojení s dalšími součástmi, jako je centrální sledovač a detektor mionů . Všechny komponenty detektoru spolupracují na dosažení cíle rekonstrukce fyzikální události.

Viz také

Reference

externí odkazy