Материал: l_02
А
А
.
.
Майкельсон
Майкельсон
Albert
A. Michelson
(1852-1931
)
Нобелевская
премия
по
физике
1907
г
.
–
А
.
Майкельсон
За
прецизионные
оптические
приборы
и
за
спектроскопические
и
метрологические
исследования
,
выполненные
с
их
помощью
.
Детекторы
Детекторы
Счетчик
Гейгера
Управляемая
искровая
камера
Камера
Вильсона
Фотоумножитель
и
сцинтиллятор
Детекторы
Детекторы
частиц
частиц
Информативность
любого
эксперимента
определяется
возможностями
тех
детекторов
,
которые
в
нём
используются
.
История
ядерной
физики
и
физики
частиц
это
,
по
существу
,
история
создания
всё
новых
методов
регистрации
частиц
и
совершенствования
старых
.
Создание
новых
методов
детектирования
частиц
неоднократно
отмечалось
Нобелевскими
премиями
.
Детекторы
служат
как
для
регистрации
частиц
,
так
и
для
определения
их
энергии
,
импульса
,
траектории
движения
частицы
и
других
характеристик
.
Для
регистрации
частиц
часто
используют
детекторы
,
которые
максимально
чувствительны
к
регистрации
определенной
частицы
и
не
чувствуют
большой
фон
создаваемый
другими
частицами
.
Часто
в
экспериментах
приходится
выделять
«
нужные
»
события
на
гигантском
фоне
«
посторонних
»
событий
,
которых
может
быть
в
миллиарды
раз
больше
.
Для
этого
используют
различные
комбинации
счётчиков
и
методов
регистрации
,
применяют
схемы
совпадений
или
антисовпадений
между
событиями
,
зарегистрированными
различными
детекторами
,
отбор
событий
по
амплитуде
и
форме
сигналов
и
т
.
д
.
Часто
используется
селекция
частиц
по
времени
пролёта
ими
определённого
расстояния
между
детекторами
,
магнитный
анализ
и
другие
методы
,
которые
позволяют
надёжно
выделить
различные
частицы
.
Детекторы
Детекторы
частиц
частиц
Дадим
лишь
краткий
обзор
используемых
детекторов
,
акцентируя
внимание
на
принципах
их
действия
и
характеристиках
.
Один
из
принципов
регистрации
частицы
состоит
в
следующем
.
Заряженная
частица
,
двигаясь
в
нейтральной
среде
детектора
(
газ
,
жидкость
,
твердое
тело
,
аморфное
или
кристаллическое
),
вызывает
в
результате
электромагнитных
взаимодействий
ионизацию
и
возбуждение
атомов
среды
.
Таким
образом
,
вдоль
пути
движения
частицы
появляются
свободные
заряды
(
электроны
и
ионы
)
и
возбужденные
атомы
.
Если
среда
находится
в
электрическом
поле
,
то
в
ней
возникает
электрический
ток
,
который
фиксируется
в
виде
короткого
электрического
импульса
.
Детекторы
,
использующие
этот
принцип
,
называют
ионизационными
.
При
возвращении
возбужденных
атомов
в
основное
состояние
излучаются
фотоны
,
которые
могут
быть
зарегистрированы
в
виде
оптической
вспышки
в
видимой
или
ультрафиолетовой
области
.
Этот
принцип
используется
в
сцинтилляционных
детекторах
.
При
определенных
условиях
траекторию
пролетающей
заряженной
частицы
можно
сделать
видимой
.
Этот
способ
реализуется
в
так
называемых
трековых
детекторах
.
Регистрация
Регистрация
нейтральных
нейтральных
частиц
частиц
Нейтральные
частицы
,
например
нейтрон
или
Λ−
гиперон
,
непосредственно
не
вызывают
ионизацию
и
возбуждение
атомов
среды
.
Однако
они
могут
быть
зарегистрированы
в
результате
появления
вторичных
заряженных
частиц
,
возникших
либо
в
реакциях
этих
нейтральных
частиц
с
ядрами
среды
,
либо
в
результате
распада
этих
частиц
(
p
−
Λ → + Π
).
Гамма
-
кванты
также
регистрируются
по
вторичным
заряженным
частицам
–
электронам
и
позитронам
,
возникающим
в
среде
вследствие
фотоэффекта
,
комптон
-
эффекта
и
рождения
электрон
-
позитронных
пар
.
Нейтрино
,
возникшее
в
результате
реакции
,
в
силу
исключительно
малого
сечения
взаимодействия
со
средой
(
≈
10
−
20
барн
)
в
большинстве
случаев
вообще
не
регистрируется
детектором
.
Тем
не
менее
,
факт
его
появления
может
быть
установлен
.
Дело
в
том
,
что
ускользнувшее
от
непосредственного
наблюдения
нейтрино
уносит
с
собой
определённую
энергию
,
импульс
,
спин
,
лептонный
заряд
.
Недостачу
обнаруживают
,
регистрируя
все
остальные
частицы
и
используя
законы
сохранения
энергии
,
импульса
,
момента
количества
движения
,
электрического
заряда
,
лептонного
заряда
и
др
.
Такой
анализ
позволяет
не
только
убедиться
,
в
том
,
что
нейтрино
действительно
образовалось
,
но
и
установить
его
энергию
и
направление
вылета
из
точки
реакции
.
Быстрораспадающиеся
частицы
детектор
«
не
успевает
»
зафиксировать
.
В
этом
случае
они
регистрируются
по
продуктам
распада
.