Ocena brak

Identyfikacja czastek w detektorze DELPHI

Autor /Bonifacy Dodano /03.10.2011

Detektorami przeznaczonymi jedynie do identyfikacji, sa komory mionowe , oraz detektory RICH (detektor DELPHI jako jedyny na LEP-ie posiada te detektory):

Detektory RICH (ang.``Ring Imaging CHerenkov counters'') sa to detektory sluzace do identyfikacji hadronow. Znajduja sie zarowno w czesci centralnej (BRICH) i w korkach (FRICH). Oba posiadaja radiatory gazowy i ciekly. BRICH umieszczony jest pomiedzy TPC a OD (1.23 m < r < 1.97 m). Dlugosc tego detektora wynosi 3.5 m i obejmuje obszar od 40 do 140 stopni. FRICH pokrywa obszar od 15 do 35 stopni i od 145 do 165 stopni. Identyfikacja za pomoca tych detektorow odbywa sie poprzez wyznaczenie kata emisji promieniowania Czerenkowa, ktory zalezy od predkosci czastek. Mierzac dodatkowo w detektorach sladowych ped, mozna wyznaczyc mase czastki. Rowniez brak sygnalu, gdy ped czastki jest nizszy od pedu progowego na zjawisko Cerenkowa, stanowi cenna informacje identyfikacyjna.

Fotony promieniowania Czerenkowa sa kierowane na komore dryfowa. Komora ta, jest wypelniona substancja czynna, ktora powoduje konwersje fotonow. Nastepnie wskutek przylozonego pola elektrycznego, elektrony dryfuja w kierunku komor proporcjonalnych, gdzie sa rejestrowane i na podstawie czasu dryfu ustala sie pozycje padajacych fotonow. Minimalne wartosci pedu, dla ktorych pojawia sie sygnal w BRICH-u wynosza: w czesci cieklej, dla Pi,K i p odpowiednio 0.7, 0.7 i 1.5 GeV/c, a w czesci gazowej 3, 9 i 15 GeV/c. W czesci centralnej mozna dobrze rozroznic miedzy Pi a K do pedu 18 GeV/c, a miedzy K a p do 33 GeV/c.

Zelazo z kalorymetru hadronowego jest doskonalym filtrem oddzielajacym hadrony od mionow. Prawie wszystkie hadrony sa zatrzymywane w tym materiale, w przeciwienstwie do mionow, ktore ze wzgledu na slabe oddzialywanie z materia, docieraja do komor mionowych (najbardzie zewnetrzne czesci detektora). Komory mionowe znajduja sie zarowno w czesci centralnej (BMC) , jak i w korkach (FMC) . Pokrywaja one nastepujace katy polarne:

BMC od 53.0 do 88.5 stopnia i od 91.5 do 127.0 stopni,

FMC od 20.0 do 42.0 stopni i od 138.0 do 160.0 stopni.

W LEP2 dla poprawy hermetycznosci dodano jeszcze trzeci rodzaj komor mionowych:

SMC (ang.``Surrounding Muon Chambers'')

Ze wzgledu na sposob oddzialywania z materia, identyfikacje czastek mozna podzielic na trzy grupy:

Identyfikacja elektronow i fotonow.

Czastki te oddzialywuja z materia najlatwiej i cala swoja energie zostawiaja w kalorymetrach elektromagnetycznych. Brak sygnalu w kalorymetrze hadronowym, wraz z jednoczesnym pomiarem energii w kalorymetrze elektromagnetycznym, wskazuje na elektron lub foton. Elektron od fotonu mozna odroznic porownujac tory z detektorow sladowych, z kaskadami w kalorymetrze elektromagnetycznym.

Identyfikacja hadronow.

Obecnosc hadronow sygnalizuja kaskady w kalorymetrze hadronowym, przy niskim poziomie sygnalu w kalorymetrze elektromagnetycznym. Hadrony naladowane identyfikowane sa w detektorach RICH oraz w komorze TPC. W przypadku dlugozyciowych hadronow neutralnych takich jak K^0, lambda^0 identyfikacja jest mozliwa poprzez obserwacje wierzcholka wtornego, ich rozpadu na czastki naladowane.

Identyfikacja mionow.

Miony oddzialuja z materia o wiele slabiej niz elektrony czy hadrony i dlatego ich detekcja jest najlatwiejsza. Jedynie one moga dotrzec do komor mionowych, wiec sygnal w nich jest jednoznaczny. Czasami jednak, miony nie docieraja do komor mionowych ze wzgledu na zbyt niski ped. Wtedy identyfikuje sie je na podstawie ksztaltu kaskady w kalorymetrze hadronowym.

Podobne prace

Do góry