ний іншими частками.
Часто в експериментах доводиться виділяти «потрібні» події на гігантському тлі «сторонніх» подій, яких може бути в мільярди разів більше. Для цього використовують різні комбінації лічильників і методів реєстрації, застосовують схеми збігів або антизбігів між подіями, зареєстрованими різними детекторами, відбір подій по амплітуді і формі сигналів і т. Д. Часто використовується селекція частинок за часом прольоту ними певного відстані між детекторами, магнітний аналіз і інші методи, які дозволяють надійно виділити різні частинки.
Один з найбільш загальних принципів реєстрації частинки полягає в наступному. Заряджена частинка, рухаючись у нейтральному середовищі детектора (газ, рідина, тверде тіло, аморфне або кристалічне), викликає за рахунок електромагнітних взаємодій іонізацію і збудження атомів середовища. Таким чином, уздовж шляху руху частинки з'являються вільні заряди (електрони і іони) і збуджені атоми. Якщо середу знаходиться в електричному полі, то в ній виникає електричний струм, який фіксується у вигляді короткого електричного імпульсу (умовно детектори, що використовують цей принцип, називатимемо іонізаційними). ??
При поверненні збуджених атомів в основне (невозбужденное) стан випромінюються фотони, які можуть бути зареєстровані у вигляді оптичної спалаху у видимій або ультрафіолетової області. Цей принцип використовується в сцинтиляційних детекторах.
За певних умов траєкторію пролетающей зарядженої частинки, можна зробити видимою. Це здійснюється в так званих трекових детекторах.
Нейтральні частинки (такі як нейтрон або? - гіперон) безпосередньо не викликають іонізацію і збудження атомів середовища. Однак вони можуть бути зареєстровані в результаті появи вторинних заряджених частинок, що виникли або в реакціях цих нейтральних частинок з ядрами середовища, або в результаті розпаду цих частинок. Гамма-кванти також реєструються за вторинним зарядженим частинкам - електронів і позитронів, що виникають в середовищі внаслідок фотоефекту, Комптон-ефекту і народження електрон-позитронного пар.
Нейтрино, що виникло в результаті реакції, в силу виключно малого перетину взаємодії з середовищем (10-20 барн) у більшості випадків взагалі не реєструється детектором. Тим не менш, факт його появи може бути встановлений. Справа в тому, що вислизнуло від безпосереднього спостереження нейтрино забирає із собою певну енергію, імпульс, спин, лептонний заряд. Недостачу виявляють, реєструючи всі інші частинки і застосовуючи до них закони збереження енергії, імпульсу, моменту кількості руху, електричного заряду, лептонного заряду і ін. Такий аналіз дозволяє не тільки переконатися, в тому нейтрино дійсно було, але і встановити його енергію і напрямок вильоту з точки реакції.
бистрораспадающіхся частинки детектор «не встигає» зафіксувати. У цьому випадку вони реєструються по продуктах розпаду.
Загальні вимоги до детектуючої апаратурі зводяться до визначення типу частинки (ідентифікації) і її кінематичних характеристик (енергії, імпульсу та ін.). Часто тип частинки відомий заздалегідь і завдання спрощується. У багатьох експериментах, особливо у фізиці високих енергій, використовуються великогабаритні та складні комплекси, що складаються з великого числа детекторів різного типу. Такі комплекси, фіксуючи практично всі частинки, що виникають в експерименті, дають досить повне уявлення про досліджуваному явищі.
Основними характеристиками детектора є - ефективність (імовірність реєстрації частинки при попаданні її в детектор), временнoй дозвіл (мінімальний час, протягом якого детектор фіксує дві частинки як окремі) і мертве час або час відновлення (час, протягом якого детектор після реєстрації частинки або взагалі втрачає здатність до реєстрації наступної частки, або істотно погіршує свої характеристики). Якщо детектор визначає енергію частинки і (або) її координати, то він характеризується також енергетичним розрізненням (точністю визначення енергії частки) і просторовим дозволом (точністю визначення координати частинки).
1.1 Сцинтиляційні детектори
Перший сцинтиляційний детектор, названий спінтаріскопом, являв собою екран, покритий шаром ZnS. Спалахи, що виникали при попаданні в нього заряджених частинок, фіксувалися за допомогою мікроскопа. Саме з таким детектором Гейгер і Марсден в 1909 р Провели досвід з розсіювання альфа-частинок атомами золота, привів до відкриття атомного ядра. Починаючи з 1944 р Світлові спалахи від сцинтилятора реєструють фотоелектронними помножувачами (ФЕУ). Пізніше для цих цілей стали використовувати також світлодіоди.
Сцинтілятор може бути органічним (кристали, пластики або рідини) або неорганічним (кристали або скла). Використовуються так...
