高能粒子探测器
高能粒子探测器
高能粒子探测器是一种专门用来探测高能粒子的设备,这些粒子的能量至少为10^9电子伏特。这种探测器的工作原理基于粒子与物质之间的相互作用。
分类
计数器
计数器是一类能够记录并分析粒子在其内部所产生的电脉冲信息的仪器。在高能物理学实验中,常见的计数器类型包括多丝室、漂移室、闪烁计数器、契伦科夫计数器、穿越辐射计数器、电磁量能器和强子量能器等。多丝室和漂移室均包含多个电势丝和信号丝,前者利用气体工作,类似于正比计数管,能够提供粒子的位置和dE/dx等信息,具有良好的位置分辨能力。漂移室则通过测量电子漂移到信号丝所需的时间来进行定位,从而显著减少所需的丝线数量以及电子学线路的数量,并且提高了位置分辨能力,甚至可以达到数十微米的精度。漂移室根据结构和性能特点可分为多丝漂移室、均匀电场漂移室和可调电场漂移室三种类型。此外,还有新的喷注室和时间投影室在高能粒子物理实验中有重要作用。新型的多步雪崩室、时间扩展室和自猝灭流光室等也受到广泛关注。
径迹室
径迹室主要用于记录和分析粒子所形成的径迹图像。常见的径迹室种类包括火花室、流光室、云室和泡室。火花室和流光室都需要充气,并且需要较高的电压。在强电场的作用下,离子会经历“雪崩”过程,首先产生流光,随后产生火花。由于流光的形成时间非常短暂(大约10纳秒),因此流光室具有优异的时间特性。火花室和流光室的空间分辨能力都非常出色,约为200微米。除了能够照相显示粒子径迹之外,它们还可以记录电脉冲信号。小间隙平面火花室可以获得高达几十皮秒的时间分辨能力。云室和泡室则是通过单射粒子沿径迹产生的离子团在过饱和蒸汽或过热液体中形成冷凝中心或汽化中心,分别形成液滴(云室)或气泡(泡室)。这两种径迹室都使用照相方式进行记录。泡室具有更好的位置分辨能力(最高可达几微米),并且可以通过与计数器联合使用作为顶点探测器,以测量短寿命粒子。快速循环泡室则能够提高事件记录的效率。
参考资料
诺贝尔物理学奖(1).ppt.淘豆网.2024-11-11
计数器是什么.PHP中文网.2024-11-11
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