Черенковский детектор

Черенковское излучение

Черенковский детектор, или детектоp черенковского излучения, — детектор элементарных частиц, использующий детектирование черенковского излучения, что позволяет косвенным образом определить массы частиц, или отделить более лёгкие частицы (дающие черенковское излучение) от более тяжёлых (не излучающие).

Черенковское излучение преобразуется в электрический сигнал с помощью фотоэлектронных умножителей. Применяется в физике высоких энергий, ядерной физике и астрофизике.

Частица, проходящая через вещество со скоростью большей, чем фазовая скорость света в данном веществе, излучает черенковский свет. Можно привести аналогию с созданием звукового удара, когда самолёт летит быстрее, чем звуковые волны перемещаются по воздуху. Получающийся при этом свет излучается приблизительно в направлении движения частицы в конус, угол которого $\theta _{c}$ напрямую связан со скоростью частицы формулой

$\cos \theta _{c}={\frac {c}{nv}}$

где $c$ — скорость света, $v$ — скорость частицы, а $n$ — показатель преломления среды.

Черенковский детектор позволяет извлекать информацию о скорости частицы, и, если известен импульс частицы (например, по искривлению траектории в магнитном поле), то даёт возможность получить и массу, и таким образом идентифицировать частицу.

Помимо использования детекторов в ядерной энергетике, их также используют и астрономы для обнаружения быстродвижущихся частиц.

Таким образом, этот тип детекторов может дать больше информации, по сравнению, например, со сцинтилляционными счётчиками.

См. также

• RICH
• Детекторы элементарных частиц
• Эффект Вавилова — Черенкова
• Тункинский эксперимент

Ссылки

• Черенковский детектор // Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин, Web-публикация на основе учебного пособия Б. С. Ишханов, И. М. Капитонов, Э. И. Кэбин. «Частицы и ядра. Эксперимент», М.: Издательство МГУ, 2005.
• Денисов С.П. Детекторы черенковского излучения // "Природа", № 7, 2004, стр.22-30.
• Лабораторная работа 6. Черенковский детектор // Специальный практикум по современным методам физических исследований. Часть 1. Описания лабораторных работ, выполняемых студентами 3 курса (часть 1) и 4 курса (часть 2) ОЯФ, а также студентами астрономического отделения физического факультета МГУ, сайт НТБ НИИЯФ МГУ. (недоступная ссылка)

Литература

• Джелли Дж., Черенковское излучение и его применения, пер. с англ., M., 1960.
• Линденбаум С., Юан Л., Черенковские счетчики // Принципы и методы регистрации элементарных частиц, пер. с англ., M., 1963.
• Зрелов В. П., Черенковские детекторы и их применение в науке и технике, Сб., M., 1990.