Keuzecollege Hoge EnergieFysica Katholieke Universiteit ... - EHEF

Q SR
PO
/ 2
[ 2
‡
‘
^ _ ` a b =cd e c f g h c d e
In spoorreconstructiedetectoren wordt vaak een (sterk) magneetveld gebruikt. In het magneetveld
volgen geladen deeltjes een cirkelvormig traject. Door op een aantla punten de positie te meten en
een cirkel op de punten te leggen kan de impuls van de geladen deeltjes worden gemeten. Omdat
deeltjes met lage impuls een kleinere kromtestraal hebben zijn lagere impulsen beter te meten dan
grote impulsen. In het algemeen is de nauwkeurigheid van de impulsmeting bepaald door:
( ap) 2 + b 2 . (A.4)
De parameter b wordt al snel onbelangrijk als de impuls oploopt. De constante a is voor goede
detectoren van de orde van
10 – 3
of iets groter.
A.1.2 Electro-magnetische interacties: showers
Andere electromagnetische interacties kunnen aanleiding geven tot het afstralen van een foton door
een geladen deeltje (Compton proces), of a splitsen van een foton in een electron-positron paar
(paarcreatie proces). Bij oplopende energie neemt het energieverlies door dE/dx in materiaal af, terwijl
de werkzame doorsneden voor het Compton en paarcreatie proces toenemen. De energie waarbij
het energieverlies door dE/dx even groot is als het energieverlies door het Compton proces wordt de
kritische energie genoemd: . Voor geladen deeltjes boven de kritische energie wordt een “shower”
E c
gemaakt. Dat wil zeggen dat het deeltje fotonen afstraalt, die vervolgens weer in electronen splitsen
en op die manier ontstaat een hele boom van deeltjes, met steeds kleiner wordende energie. Als de
meeste deeltjes een energie beneden hebben dooft de shower uit. De definitie van de kritische
energie wordt getoond in Figuur A.3..
σ( y plane
)
σ( p)
----------- = ap ⊕ b =
p
E c
1
= ------xσ ( θ plane
) . (A.3)
3
/ 2 2
4 5 5 6 7
8 9
3
: ; ? @ A −B C D =
: E F G 6 H
=
1 2 2
0 2
\ 2
’“ ” •
– — ˜
š
} ~ €
×
d b b c t u
s
e c f g h c d e v ` _ w x
= ` y ` z h _ d e ` e ` _ { | d
≈
M N
] 2
IJ
K I L
‚ ƒ „
Œ Ž
… †
ˆ ‰ Š ‹
i j k l m n o p q r
1 2
FIGUUR A.3. Energieverlies in koper voor electronen als functie van de electron energie. De
subprocessen voor energieverlies door ionisatie en door Bremstrahlung van fotonen (Compton
proces) zijn afzonderlijk gegeven en de som van de twee mechanismen is gegeven. De kritische
energie is waar het energieverlies door Bremstrahlung groter wordt dan het ionisatie energieverlies.
(Afbeelding uit C. Caso et al, The European Physical Journal C3 (1998) 1 .)
0 1 2 / 2 0 2 1 2 2 / 2 2
/
U 6 @ V 7 4 W 6 W 6 7 ? X Y G 6 H Z T
Collegedictaat Hoge Energiefysica 125