Drátěná komora

Drátěná komora (anglicky multi-wire proportional chamber) je typ proporcionálního čítače, který rozpozná nabité částice a fotony a může dát poziční informace o jejich trajektoriích, sledováním drah plynné ionizace.W.Frass.

Popis

+more Částice_letící_přes_T_bude_Ionizace'>ionizovat atomy plynu a nastaví volný náboj, který zesilovač A sbírá (impuls na výstupu). Drátěná komora používá pole drátů vysokého napětí (anoda), které běží přes komoru s vodivými stěnami držícími potenciál v zemi (katoda). Alternativně mohou být kabely na potenciálu země a katody, která probíhá přes vysoké záporné napětí. Důležité je, že jednotné elektrické pole přitahuje další elektrony nebo záporné ionty k anodě drátů s malým bočním pohybem.

Komora je naplněna pečlivě vybraným plynem, jako je směs argonu (Ar) a metanu (CH4), proto aby každá ionizující částice, která prochází trubicí ionizovala okolní plynné atomy. Vzniklé ionty a elektrony jsou urychlovány elektrickým polem napříč komorou, což způsobuje lokální kaskády ionizace známé jako Townsendova lavina. +more Ta se sbírá na nejbližším drátu a výsledkem je náboj úměrná ionizačnímu efektu detekované částice. Výpočetní impulsy od všech drátů lze nalézt v trajektorii částice.

Adaptace této základní konstrukce jsou tenké mezery, odporový talíř a driftová komora. Driftová komora má také subdělení do pásem zvláštního použití v návrhu komory známém jako časová projekce, mikropáskových plynů a typů detektorů, které používají křemík (Si).

Vývoj

V roce 1968 vynalezl Georges Charpak při svém pobytu v Evropské organizaci pro jaderný výzkum drátěnou komoru (multi-wire proportional chamber, MWPC). Dřívější bublinovká komora dokázala detekovat pouze jednu nebo dvě částic každou sekundu. +more Drátěná komora mohla detekovat až 1000 částic každou sekundu. Komora vyrábí elektronické signály z detekce částic umožňující vědcům zkoumat data pomocí počítače. [url=http://www. ieeeghn. org/wiki/index. php/Milestones:CERN_Experimental_Instrumentation,_1968]"Milestones:CERN Experimental Instrumentation, 1968"[/url]. Drátěná komora je vývojem jiskrové komory. [url=http://www. ph. surrey. ac. uk/partphys/chapter4/PartDetectors. html]Physics[/url].

Vyplňové plyny

V typickém experimentu obsahuje komora směs těchto plynů:W. Frass. +more * argon (Ar) (asi 2/3) * isobutan (C4H10) (pod 1/3) * freon (0. 5%) Mohou být ale použity i tyto plyny: * kapalný xenon (Xe),S. E. Derenzo - SLAC National Accelerator Laboratory, [url=http://www. slac. stanford. edu/econf/C720906/papers/v2p388. pdf]Stanford University ( U. S. Department of Energy Office of Science )[/url]; Muller, Richard; Derenzo, Stephen; Smadja, Gerard; Smith, Dennis; Smits, Robert; Zaklad, Haim; Alvarez, Luis (1971). * kapalný tetramethylsilan (S4H12Si)Degrange, B. ; Guillon, J. ; Moreau, F. ; Nguyen-Khac, U. ; De La Taille, C. ; Tisserant, S. ; Verderi, M. (1992). nebo * páry tetrakis (dimethylamin) ethylenu (TMAE). Schotanus P; Van Eijk CWE; Hollander RW; C. W. E. Van Eijk. Ekvipotenciální čáry a pole řádek v drátěné komoře.

Použití

Pro experimenty fyziky vysokých energií se používá k pozorování drah částic. Po dlouhou dobu byly pro tento účel používány bublinkové komory, ale se zlepšením elektroniky se stala žádoucím mít detektor s rychlým elektronickým čtením. +more V bublinkové komoře byly vytištěny fotografie, které se následně zkoumaly. Drátěná komora je komora s mnoha paralelními vodiči uspořádanými jako mřížka. Tyto vodiče jsou pod vysokým napětím, kovový kryt je uzemněn. Stejně jako u Geigerova čítače zanechávají částice stopy iontů a elektronů, které jsou unášeny směrem k nejbližším drátům. Označením drátů, které zaznamenaly proudový pulz lze určit dráhu částice.

Komora má velmi dobré relativní časové rozlišení, dobrou poziční přesnost a samospouštěcí funkci (Ferbel 1977).

Rozvoj komory umožnil vědcům studovat trajektorie částic s mnohem lepší přesnost a také poprvé pozorovat a studovat vzácnější interakce, které se vyskytují prostřednictvím interakcí částic.

Driftová komora

Řez ukazuje interiér driftové komory +morejpg|náhled|Driftová_komora_v_Musée_des_arts_et_métiers'>Musée des Arts et Métiers v Paříži Pokud dojde k přesnému měření časování proudových impulsů drátů a pokud je bráno v úvahu, že ionty potřebují nějaký čas, aby driftovaly na nejbližším drátu, lze odvodit vzdálenost, kterou částice prošla. Tím se výrazně zvyšuje přesnost dráhové rekonstrukci a tento koncept je znám jako driftová komora.

Driftová komora funguje na principu vyrovnávání ztráty energie z částic způsobujících dopady s částicemi plynu s narůstáním energie vytvořené s vysokoenergetickým elektrickým polem používaným k urychlení částic. F. +more E. Close; M. Marten; C. Sutton (11 Nov 2004). Design je podobný drátěné komoře ale střední vrstva drátů je ve větší vzdálenosti od sebe. [url=http://www. ph. surrey. ac. uk/partphys/chapter4/PartDetectors. html]Physics[/url]. Detekce nabitých částic uvnitř komory je možná na ionizujících částicích plynu v důsledku pohybu nabitých částic. W. Blum; W. Riegler; L. Rolandi (4 Oct 2008). .

V detektoru CDF II ve Fermilabu je driftová komora nazývaná Central Outer Tracker. Kotwal, Ashutosh V; Gerberich, Heather K; Hays, Christopher (2003). +more Komora obsahuje argon a metan, dráty jsou odděleny mezerami velkými 3. 56 mm.

Pokud se dvě driftové komory používají s dráty, jedna s vodiči kolmými na vodiče druhé komory, obě kolmé ke směru paprsků, je možná přesnější detekce polohy. Pokud se používá k detekci další jednoduchý detektor se špatným nebo nulovým pozičním rozlišením částic v pevné vzdálenosti před nebo za dráty, třídimenzionální rekonstrukce může být provedena a rychlost částic odečtena z rozdílu doby průchodu částic v jiné části detektoru. +more Toto nastavení dává detektor nazvaný časová projekční komora.

Pro měření rychlosti elektronů v plynu existuje speciální driftová komora, rychlostní driftová komora, která měří driftový čas pro známou polohu ionizace.

Reference

Související články

Driftová rychlost

Externí odkazy

[url=https://web. archive. +moreorg/web/20080925191936/http://www. cebaf. gov/ccc/hypermail_archives/CLAS/CLAS_DRIFT_CHAMBERS/]hypermail_[/url] archive of links to CLAS drift chambers * [url=https://web. archive. org/web/20150213145706/http://www. kip. uni-heidelberg. de/~coulon/Lectures/Detectors/Free_PDFs/Lecture8. pdf]]Heidelberg lecture on research ionisation chambers.

[[Kategorie:Jaderná fyzika[/url]] Kategorie:Detektory částic Kategorie:Fyzika částic