DETECTORES BÁSICOS USADOS PARA PARTÍCULAS EM GERAL

1. DETECTORES BÁSICOS USADOS PARA PARTÍCULAS EM GERAL JUNHO DE 2011

2. Detectores a gás • Detector de NaI-Tl para raios gama • Detector semicondutor de silício • Detector semicondutor de GeLi • Emulsões fotográficas • Câmara de nuvens ou câmara de Wilson • Câmara de bolhas • Detector Cerenkov • Medidas de tempo de vôo • Detectores múltiplos • Espectrômetros magnéticos

3. Contador Geiger

4. Contadores Geiger • Fotos de geiger

6. Contador proporcional

7. Escolha do gás

8. Contadores proporcionais sensíveis à posição • Fio de alta resistividade • Gás P10 • Circuitos eletrônicos: altura de pulso: posição relativa circuitos soma circuitos de diferenciação de forma de pulso circuitos de coincidência temporal

9. Uso do detector de fio

10. Multifios bidimensionais • Várias camadas de detectores multifios • Utilidades múltiplas

11. Eletrônica associada

13. Interação da radiação com a matéria • Efeito fotoelétrico • Efeito Compton • Produção de pares • Gráfico do Evans Na I Tl

15. Fotomultiplicadora • RCA 6342

16. espectro

18. Detectores semicondutores • Partículas carregadas: Silicio dopado • Raios gama: Germânio lítio

20. Espectro PIXE

21. Emulsõesfotográficas • Cesar Lattes • Ilford com boro

22. Câmara de nuvens / câmara de Wilson A foto mostrada na figura abaixo faz parte de uma publicação com diversas fotos de câmaras de Wilson publicadas por Gentner et al (1954) - Gentner, W., Maier-Leibnitz, H., and Bothe,H. (1954) – An Atlas of Typical Expansion Chamber Photographs, Pergamon Press, London.(apud. Williams 1991, pg.96.), ilustrando diversos processos nucleares. Uma fonte alfa de 214 Bi foi colimada e colocada na parede interna da câmara para dar um leque de traços visíveis. A mesma fotografia foi originalmente publicada em 1926, por K. Philipp, Naturwiss., 14, 1203(1926) (apud Williams, 1991, pg.94).

24. Câmara de bolhas

25. Câmara de bolhas

26. Na maioria das câmaras utilizadas o líquido funciona tanto como alvo, como detector. Uma colisão é então diretamente visível pelo traço gerado pela partícula incidente (se for carregada) e por todas as partículas carregadas que saem da colisão. Hidrogênio e deutério servem de alvos de prótons livres e de nêutrons e prótons quase livres respectivamente (o deutério é fracamente ligado, só 2,2 MeV de ligação). Outros gases como o propano, a mistura de néon e hidrogênio são usados quando se requer essencialmente um líquido de densidade maior do que a do hidrogênio líquido, como por exemplo, no estudo de interações com neutrinos, mostrada na figura acima. • O feixe de neutrinos do méson μ incide pela parte de baixo da fotografia de uma grande câmara de bolhas preenchida com uma mistura líquida de néon-hidrogênio no CERN. Pode-se ver muitos traços de partículas carregadas provenientes da interação entre o méson e um nucleon do líquido. Vários pares de elétron- pósitron são detectados como indicam os pares de hélices visíveis ao longo da direção do feixe de neutrinos, indicada na parte de baixo da foto.. Pode-se ver também um μ- saindo como mostra a flecha na parte superior da foto.

27. Detector Cherenkov

28. O efeito Čerenkov ( ou Cherenkov) ocorre quando a velocidade de uma partícula carregada que atravessa um meio dielétrico excede a velocidade da luz nesse meio. Um pequeno número de fótons é emitido num ângulo fixo determinado pela velocidade da partícula e pelo índice de refração do meio atravessado. Essa luz pode ser coletada por uma fotomultiplicadora formando-se assim um detector. Um contador Čerenkov de limiar ( a threshold counter) detecta a presença de uma partícula cuja velocidade excede de uma quantidade mínima a velocidade da luz no mesmo meio. Um contador Čerenkov diferencial ( differential Čerenkov counter) pode medir a velocidade de uma partícula dentro de um certo intervalo. Contadores Čerenkov com vidro contendo chumbo são muito utilizados para a detecção de fótons

29. cos Θ = 1/βn • onde β ˃ 1/n • Gráfico

31. Índice de refração

33. LHC detetor de muitas camadas

34. Bibliografia • Evans ,The Atomic Nucleus, Mc Graw Hill, 1955 • Price, Nuclear Radiation Detector, Mac graw Hill, 1964 • Melissinos, Experiments in Nuclear Physics, Academic Press, 1966 • Fernow, Introduction to Experimental Particle Physics, Cambridge University Press, 1986 • Segrè, Nuclei and Particles, Benjamim,1964 • Segrè, From X-Rays to Quarks, Dover,1980 • Material Complementar e anexos STOA

35. Campo no fio