Partikelfysik- ved Esben Klinkby - Experimentarium
Partikelfysik- ved Esben Klinkby - Experimentarium
Partikelfysik- ved Esben Klinkby - Experimentarium
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
standen under udsendelse af en foton<br />
med en bestemt energi.<br />
Illustration 27<br />
→ En lysleder: der er i stand til<br />
transmittere lyset fra scintillatoren til<br />
fotomultiplieren<br />
→ En fotomultiplier: der oversætter det<br />
svage optiske signal til et elektrisk<br />
signal, kraftigt nok til at blive<br />
registreret af elektronikken, der styrer<br />
fotomultiplieren. Dette foregår i første<br />
omgang via den fotoelektriske effekt,<br />
hvor en foton løsriver en elektron fra en<br />
katode. Katoden er udsat for et kraftigt<br />
elektrisk felt, således at en løsreven<br />
elektron accelereres imod en anode,<br />
hvor den selv frigør et antal elektroner.<br />
Anoden fungerer i sig selv som katode<br />
for det efterfølgende katode/anode<br />
system, hvor det elektriske felt er endnu<br />
større end i det foregående. Sådan<br />
fortsættes, indtil der er tilstrækkelig<br />
mange elektroner til at danne et signal i<br />
Illustration 28<br />
elektronikken for enden af<br />
fotomultiplieren. En typisk<br />
fotomultiplier giver 10 millioner elektroner<br />
pr foton.<br />
En vigtig egenskab <strong>ved</strong> scintillationstællere<br />
er deres er gode tidspræcision.<br />
Hvis man anbringer to scintillations<br />
tællere således, at en partikel passerer<br />
dem begge, kan man måle tiden, det<br />
tager partiklen at bevæge sig imellem<br />
de to tællere, og da man også kender<br />
afstanden, kan man beregne partiklens<br />
hastighed. Hvis man endvidere har målt<br />
afbøjningsradius for den samme<br />
partikel, og dermed p, kan man udlede<br />
partiklens masse idet v og p= m v<br />
er målt uafhængigt. Da hver partikel har<br />
en unik masse, er hermed altså<br />
partikeltypen bestemt. Endvidere er<br />
det let at beregne den sidste interessante<br />
størrelse nemlig energien, når både<br />
massen og impulsen er bestemt ud fra:<br />
E 2 = p 2 c 2 m 2 c 4<br />
Scintilationstælleren kan laves, så den<br />
har en lav densitet <strong>ved</strong> eksempelvis at<br />
bruge gas som scintillator fremfor<br />
plastik eller krystaller.<br />
Alt i alt har scintilationstællerne altså<br />
en lang række fortrinlige egenskaber,<br />
og når de alligevel ikke bruges overalt i<br />
partikelfysikken, skyldes det især en<br />
ulempe <strong>ved</strong> teknologien: de er store.<br />
Den rumlige opløsning på bestemmelse<br />
af positionen er derfor dårligere end for<br />
andre detektortyper, og for en del<br />
moderne eksperimenter er positionsbestemmelsen<br />
essentiel, fordi tætheden<br />
af partikler i detektorerne kan være så<br />
stor, at to partikler risikerer at ramme<br />
den samme følsomme detektor i samme<br />
tidsinterval. Dette gør det meget svært<br />
efterfølgende at genskabe sporene i<br />
rekonstruktionen af begivenheden.<br />
Endvidere forringes tidsmålingens<br />
brugbarhed i eksperimenter med meget<br />
34
Change language