Részecskedetektor
A részecskefizika területén részecskedetektoroknak vagy egyszerűen detektoroknak nevezzük a kozmikus sugárzásból, atommag-átalakulásból vagy nagy részecskegyorsítókból származó részecskék tulajdonságait (lendület, pálya, energia, sebesség, tömeg) vizsgáló eszközöket.
A nagy energiájú részecskegyorsítókban összetett detektorokat használnak, amelyek több, különböző típusú aldetektorból állnak. Ezek általában több állam összefogásával készülnek, mint például a Nagy Hadronütköztető (LHC) gyorsítói a CERN-ben. Egy jellemző összeállítás leírása és képe a Compact Muon Solenoid detektor szócikkében található.
Típusai
Halmazállapot-változáson alapul a ködkamra (Wilson, 1912, Nobel-díj: 1927) és a buborékkamra (Glaser, 1952). Az előbbiben túlhűtött gőz csapódik le a töltött részecske által létrehozott ionizált részecskéken, az utóbbiban túlhevített folyadékban buborékok növekednek nagy sebességgel. Ezek a nyomok megvilágítva lefényképezhetőek.
Gázban elhelyezkedő fémszálakon illetve fémlapokon (katódokon és anódokon) elektromos feszültséget, áramot illetve feszültségimpulzust hoznak létre a következő gáztöltésű detektorok.
- ionizációs kamra
- Geiger–Müller-számláló (Hans Geiger és Walter Müller, 1928)
- proporcionális számláló (Samuel Curran, 1948)
- sokszálas proporcionális kamra (MWPC, Georges Charpak, 1968, CERN)
- driftkamra, TPC
Két fém közé nagyfeszültséget kapcsolva kisülés jön létre. Szikrakisülés esetén szikrakamra, csillámkisülés esetén flash kamra a detektor neve.
Szcintillációs detektorok esetén fényfelvillanás jön létre a szcintillátorokban, amelyet fotoelektron-sokszorozó alakít át mérhető feszültséggé.
Szigetelő anyagokban (dielektrikumokban) a közegbeli fénysebességnél gyorsabban haladó töltött részecskék Cserenkov-sugárzást bocsátanak ki, ezen alapul a Cserenkov-detektor.
Ma már a félvezető detektorok (ezen belül a CCD) is helyet kaptak a részecskék megfigyelésében.
Összetett detektorok
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5c/Detektor.svg/300px-Detektor.svg.png)
A részecskefizikai kísérleteknél többrétegű, összetett detektorokat használnak, amelynek minden rétege külön célt szolgál.
- Legbelül helyezkedik el a vertexdetektor és a nyomdetektor, amely a töltött részecskék pályáját határozza meg.
- Kifelé a kaloriméterek következnek, melyek energiamérésre szolgálnak.
- A legkülső réteg a müonkamrák rétege, ez szolgál a müonok azonosítására, mivel ide a müonokon kívül csak a detektálhatatlan neutrínók jutnak el.
További információk
- Dr. Raics Péter: Atommag- és részecskefizika, 7. fejezet: Kísérleti módszerek[halott link], a Debreceni Egyetem jegyzete
- Sükösd Csaba: Kísérleti magfizika, 6. fejezet: Detektorok
- Hogyan építsünk ködkamrát (angol)
- A részecskedetektorok története
- Az ionizáló sugárzások detektálására alkalmas eszközök csoportosítása, rövid leírása képekkel ellátva
- Installations of particle detectors
- The ALEPH detector for LEP at CERN
- The CDF detector for Tevatron at Fermilab
- The CMS detector for LHC at CERN
- The Gargamelle detector for SPS at CERN.
- The SLD detector at SLAC Archiválva 2011. november 30-i dátummal a Wayback Machine-ben.
- A szcintillációs detektor működési elvének magyarázata animáció segítségével