В физике элементарных частиц , A калориметр представляет собой экспериментальный аппарат , который измеряет энергию из частиц . Большинство частиц попадают в калориметр и инициируют ливень частиц, а энергия частиц накапливается в калориметре, собирается и измеряется. Энергия может быть измерена полностью, что требует полного сдерживания ливня частиц, или может быть взята проба. Обычно калориметры сегментируются в поперечном направлении, чтобы предоставить информацию о направлении частицы или частиц, а также об выделяемой энергии, а продольная сегментация может предоставить информацию об идентичности частицы на основе формы ливня по мере его развития.Калориметрический дизайн - активная область исследований в области физики элементарных частиц.
Типы калориметров [ править ]
Электромагнитное против адронного [ править ]
Электромагнитный калориметр один специально предназначен для измерения энергии частиц , которые взаимодействуют главным образом с помощью электромагнитного взаимодействия , в то время как адронный калориметр один предназначен для измерения частиц , которые взаимодействуют между собой через сильные ядерные силы . ( Различия между ними см. В типах ливней частиц .) Отклик калориметра можно описать с помощью соотношения e / h. Это мера того, насколько хорошо калориметр реагирует на лептоны или фотоны по сравнению с адронами. В идеале нужно соотношение e / h ~ 1 [ необходимо пояснение ] , это условие называется компенсацией.
Однородность в сравнении с выборкой [ править ]
Любой из вышеперечисленных типов может быть выполнен как калориметр для отбора проб, в котором материал, производящий поток частиц, отличается от материала, измеряющего выделенную энергию. Обычно два материала чередуются. Одним из преимуществ этого является то, что каждый материал может хорошо подходить для своей задачи; например, очень плотный материал можно использовать для создания душа, быстро развивающегося в ограниченном пространстве, даже если этот материал не подходит для измерения энергии, выделяемой ливнем. Недостатком является то, что часть энергии вкладывается в неподходящий материал и не измеряется; таким образом, необходимо оценить полную энергию ливня.
Однородный калориметр является тот , в котором весь объем чувствителен и вносит свой вклад в сигнал. [1]
Калориметры в экспериментах по физике высоких энергий [ править ]
В большинстве экспериментов по физике элементарных частиц используется та или иная форма калориметрии. Часто это наиболее практичный способ обнаружить и измерить нейтральные частицы при взаимодействии. Кроме того, калориметры необходимы для расчета «недостающей энергии», которую можно отнести к частицам, которые редко взаимодействуют с веществом и покидают детектор, например нейтрино. В большинстве экспериментов калориметр работает вместе с другими компонентами, такими как центральный трекер и мюонный детектор. Все компоненты детектора работают вместе для достижения цели восстановления физического события.
См. Также [ править ]
- Калориметр (для других целей)
- Спектроскопия полного поглощения - методика, основным измерительным прибором которой является калориметр.
Ссылки [ править ]
- ^ Particle Physics Буклет 2006 стр 272
Внешние ссылки [ править ]
- Раздел "Калориметр" краткого руководства по детекторам частиц
- Пояснения к калориметрам на Quantumdiaries.org
