Tel odası - Wire chamber - Wikipedia

"Multiwire" buraya yönlendirir. Elektrik bağlantısı tekniği için bkz. Baskılı devre kartı § Çok telli panolar.

Bir tel odası veya çok telli orantılı oda bir tür orantılı sayaç o algılar yüklü parçacıklar ve fotonlar ve yörüngeleri hakkında konumsal bilgi verebilir,[1] gaz iyonlaşmasının izlerini takip ederek.[2]

Açıklama

Telli (W) ve katot (-) plakalı (P) tel odası. T'den geçen parçacıklar iyonlaştırmak gaz atomları ve bir amplifikatörün (A) topladığı bir yükü serbest bırakır (çıkışta dürtü).

Çok telli hazne, yüksek voltajda bir dizi tel kullanır (anot ), toprak potansiyelinde tutulan iletken duvarlara sahip bir odadan geçen (katot ). Alternatif olarak, teller topraklama potansiyelinde olabilir ve katot yüksek bir negatif voltajda tutulabilir; önemli olan tekdüze bir elektrik alanının az yanal hareketle anot tellerine fazladan elektron veya negatif iyon çekmesidir.

Bölme, tüpün içinden geçen herhangi bir iyonlaştırıcı partikül çevreleyen gaz halindeki atomları iyonize edecek şekilde, argon / metan karışımı gibi dikkatlice seçilmiş bir gazla doldurulur. Ortaya çıkan iyonlar ve elektronlar, bölme boyunca elektrik alanı tarafından hızlandırılır ve bu da bir yerel iyonlaşma kademesine neden olur. Townsend çığ. Bu, en yakın tel üzerinde toplanır ve tespit edilen parçacığın iyonlaşma etkisiyle orantılı bir yük ile sonuçlanır. Tüm tellerden darbeleri hesaplayarak, parçacık yörüngesi bulunabilir.

Bu temel tasarımın uyarlamaları, ince boşluk, dirençli plaka ve sürüklenme odaları. Sürüklenme odası ayrıca olarak bilinen oda tasarımlarında özel kullanım alanlarına ayrılmıştır. zaman projeksiyonu, mikroşerit gazı ve silikon kullanan bu tür dedektörler.[3][4]

Geliştirme

1968'de, Georges Charpak Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü'ndeyken (CERN ), icat etti ve geliştirdi çok telli orantılı oda (MWPC). Bu buluş, 1992'de Nobel Fizik Ödülü'nü kazanmasıyla sonuçlandı. Oda, her saniyede yalnızca bir veya iki parçacığın daha önceki kabarcık odası algılama hızının saniyede 1000 parçacık algılamasına kadar ilerlemesiydi. MWPC, bilim adamlarının verileri bilgisayarlar aracılığıyla incelemelerine olanak tanıyan parçacık tespitinden elektronik sinyaller üretti.[5][6][7]Çok telli oda, kıvılcım odası.[8]

Gazları doldurun

Tipik bir deneyde, oda bu gazların bir karışımını içerir:[2]

Oda ayrıca şunlarla da doldurulabilir:

Bir MWPC'de eşpotansiyel hat ve saha hattı

Kullanım

İçin yüksek enerji fiziği deneyler, bir parçacığın yolunu gözlemlemek için kullanılır. Uzun zamandır, kabarcık odaları bu amaçla kullanıldı, ancak iyileştirme ile elektronik, hızlı elektronik okumalı bir dedektöre sahip olmak arzu edilir hale geldi. (Kabarcık odalarında, fotoğrafik pozlamalar yapıldı ve sonuç olarak fotoğraflar Daha sonra incelenmiştir.) Bir tel bölmesi, çok sayıda paralel telin bulunduğu, ızgara şeklinde düzenlenmiş ve yüksek gerilime tabi tutulmuş, metal mahfazanın toprak potansiyeline sahip olduğu bir bölmedir. Olduğu gibi gayger sayacı bir parçacık, kasaya veya kasaya doğru sürüklenen bir iyon ve elektron izi bırakır. en yakın tel, sırasıyla. Akım darbesi olan telleri işaretleyerek, parçacığın yolu görülebilir.

Odanın çok iyi bir nispi zaman çözünürlüğü, iyi konumsal doğruluğu ve kendiliğinden tetiklenen operasyon (Ferbel 1977).[12]

Odanın geliştirilmesi, bilim insanlarının parçacıkların yörüngelerini çok daha hassas bir şekilde incelemelerine ve ayrıca parçacık etkileşimi yoluyla meydana gelen daha nadir etkileşimleri ilk kez gözlemleyip incelemelerine olanak tanıdı.

Drift odaları

Bir sürüklenme odasının iç kısmını gösteren kesit
Sürüklenme odası Musée des Arts et Métiers Paris'te

Ayrıca tellerin akım darbelerinin zamanlaması da kesin olarak ölçülürse ve iyonların en yakın tele sürüklenmesi için biraz zamana ihtiyaç duyulduğu hesaba katılırsa, parçacığın teli geçtiği mesafe anlaşılabilir. Bu, yol rekonstrüksiyonunun doğruluğunu büyük ölçüde artırır ve sürüklenme odası.

Sürüklenme odası, partikül hızlanmasına neden olmak için kullanılan yüksek enerjili elektrik alanlarıyla oluşturulan enerjinin toplanmasıyla, gaz partikülleriyle darbelerin neden olduğu partiküllerden kaynaklanan enerji kaybını dengeleyerek çalışır.[13]Tasarım Mw odasına benzer, ancak bunun yerine merkezi katman telleri daha uzak bir mesafede bulunur.[8] Bölme içindeki yüklü parçacıkların tespiti, yüklü parçacığın hareketine bağlı olarak gaz parçacıklarının iyonlaşması ile mümkündür.[14]

Fermilab dedektörü CDF II, adı verilen bir sürüklenme odası içerir. Merkezi Dış İzleyici.[15] Bölme, argon ve etan gazı ve 3.56 milimetre aralıklarla ayrılmış teller içerir.[16]

Birinin telleri ile iki sapma odası kullanılırsa dikey diğerinin tellerine, her ikisi de ışın yönüne dik, konumun daha hassas bir şekilde algılanması sağlanır. Ek bir basit detektör (veto sayacında kullanılan gibi) zayıf veya sıfır konumsal çözünürlükle, tellerden önce veya sonra sabit bir mesafede partikülü tespit etmek için kullanılırsa, üç boyutlu bir yeniden yapılandırma yapılabilir ve hız detektörün farklı bölümündeki parçacığın geçiş süresindeki farktan çıkarılır. Bu kurulum bize a adı verilen bir detektör verir zaman yansıtma odası (TPC).

Bir gazdaki elektronların hızını ölçmek için (sürüklenme hızı ) özel sürüklenme odaları var, hız sürüklenme odaları iyonizasyonun bilinen konumu için sürüklenme süresini ölçen.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ F. Sauli (1977), - Çok telli orantılı ve drift odalarının çalışma prensipleri Erişim tarihi: 2012-02-25
  2. ^ a b W.Frass. Fizik - C4: Parçacık Fiziği Ana Seçenek - Parçacık Detektörleri. Oxford Üniversitesi. s. 11. Alındı 2012-02-25. Dr. C.N. aracılığıyla bulundu. Stand PHY304 Parçacık Fiziği Sheffield Üniversitesi
  3. ^ I. Kisel - [1] Erişim tarihi: 2012-02-28
  4. ^ Manchester Üniversitesi - HEP - 101 Erişim tarihi: 2012-02-28
  5. ^ Bilgisayar Fizikte, Eylül / Ekim 1992 - Yabancı Öğrenciler için Lehçe Dil Okulu - Poznań'daki Adam Mickiewicz Üniversitesi - Avrupa Nükleer Araştırma Örgütü Arşivlendi 2012-02-14 de Wayback Makinesi Erişim tarihi: 2012-02-25
  6. ^ H. Johnston - Fizik dünyası Erişim tarihi: 2012-02-25
  7. ^ "Dönüm Noktaları: CERN Deneysel Enstrümantasyon, 1968". IEEE Küresel Tarih Ağı. IEEE. Alındı 4 Ağustos 2011. - ABD Enerji Bakanlığı Araştırma ve Geliştirme Başarıları Erişim tarihi: 2012-02-23
  8. ^ a b Fizik. Guildford: Surrey Üniversitesi. Alındı 2012-02-28.
  9. ^ S.E.Derenzo - SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı, Stanford Üniversitesi (ABD Enerji Bakanlığı Bilim Bürosu); Muller, Richard; Derenzo, Stephen; Smadja, Gerard; Smith, Dennis; Smits, Robert; Zaklad, Haim; Alvarez, Luis (1971). "Sıvı Dolu Orantılı Sayaç". Phys. Rev. Lett. 27 (8): 532–535. Bibcode:1971PhRvL..27..532M. doi:10.1103 / PhysRevLett.27.532. OSTI  942298.
  10. ^ Degrange, B .; Guillon, J .; Moreau, F .; Nguyen-Khac, U .; De La Taille, C .; Tisserant, S .; Verderi, M. (1992). "Tetrametilsilan ile doldurulmuş çok telli bir odada düşük enerjili kalorimetre". Fizik Araştırmalarında Nükleer Aletler ve Yöntemler Bölüm A: Hızlandırıcılar, Spektrometreler, Detektörler ve İlgili Ekipmanlar. 311 (3): 539. Bibcode:1992NIMPA.311..539D. doi:10.1016 / 0168-9002 (92) 90652-K.
  11. ^ Schotanus P; Van Eijk CWE; Hollander RW; CWE Van Eijk (1988). "LaF'nin Tespiti3: Nd3+ ışığa duyarlı çok telli bir odada sintilasyon ışığı ". Fizik Araştırmalarında Nükleer Aletler ve Yöntemler Bölüm A: Hızlandırıcılar, Spektrometreler, Detektörler ve İlgili Ekipmanlar. 272 (3): 913–916. Bibcode:1988NIMPA.272..913S. doi:10.1016/0168-9002(88)90780-2.; > G. Charpak Parçacık görüntüleme dedektörleri üzerine araştırma s. 537 World Scientific, 1995 Erişim tarihi: 2012-02-28
  12. ^ T. Ferbel - (CERN raporu 1977)>
  13. ^ F. E. Kapat; M. Marten; C. Sutton (11 Kasım 2004). Parçacık macerası: maddenin kalbine yolculuk. Oxford University Press. Bibcode:2002pojh.book ..... C. ISBN  978-0-19-860943-8. Alındı 2012-02-12.
  14. ^ W. Blum; W. Riegler; L. Rolandi (4 Ekim 2008). Sürüklenme odaları ile partikül algılama. Springer. ISBN  9783540766841. Alındı 2012-02-28.
  15. ^ Kotwal, Ashutosh V; Gerberich, Heather K; Hays, Christopher (2003). "Sapma odası vuruş zamanlamasını kullanarak kozmik ışınların belirlenmesi". Fizik Araştırmalarında Nükleer Aletler ve Yöntemler Bölüm A: Hızlandırıcılar, Spektrometreler, Detektörler ve İlgili Ekipmanlar. 506 (1–2): 110–118. Bibcode:2003NIMPA.506..110K. doi:10.1016 / S0168-9002 (03) 01371-8.
  16. ^ Fermilab - sözlük -Fotoğraf - J. L. Lee Erişim tarihi: 2012-02-12

Dış bağlantılar