Кіріспе

Черенков сәулеленуін тіркеуге арналған бөлшектер детекторы. Черенков детекторы (айтылуы: /tʃɛrɛnˈkɔv/; орысша: Черенко́в) – жарық тудыру үшін жылдамдық шегін, жылдамдыққа байланысты жарық мөлшерін немесе Черенков сәулеленуінің жылдамдыққа байланысты жарық бағытын пайдаланатын бөлшектерді тіркеу құралы.

Негізгі

Материал арқылы жарық жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен өтетін бөлшек жарық шығарады. Бұл, ұшақ ауада дыбыс толқындарынан жылдам қозғалғанда пайда болатын дыбыстық соққыға ұқсас. Бұл жарық шығарылатын бағыт, бөлшектің қозғалыс бағытымен θc бұрышындағы конус бойында болады, мұнда cos(θc) = (c – вакуумдағы жарық жылдамдығы, n – ортаның сындыру көрсеткіші және v – бөлшектің жылдамдығы). Осылайша, конус бұрышы θc бөлшектің жылдамдығын тікелей өлшейді. Frank-Tamm формуласы sin2(θc) фотондардың санын көрсетеді.

Қатысуы

Көптеген Черенков детекторларының мақсаты – бірінші зарядталған бөлшектің тудырған Черенков жарығын тіркеу болып табылады. Кейбір сенсорлық технологиялар екіншілік бөлшектердің де (қоса) тудырған Черенков сәулесін анықтауға арналған, мысалы, электромагниттік бөлшектердің нұсқауы кезінде болатын когерентсіз шығарылым немесе Аскарян эффектісі сияқты когерентті шығарылым. Черенков сәулесі көрінетін жарық немесе ультракүлгін сәуле диапазонында ғана емес, сонымен қатар шығарылым шарты орындалатын кез келген жиілік диапазонында, яғни радиожиілік диапазонында да кездеседі. Ақпараттың әртүрлі деңгейлерін қолдануға болады. Бинарлық ақпарат анықталған Черенков сәулеленуінің болуы немесе болмауы негізінде құрылуы мүмкін. Черенков жарығының мөлшері немесе бағыты қолданылуы мүмкін. Сцинтилляциялық санауыштан айырмашылығы, жарық шығару дереу болады.

Детектор түрлері

Шекті детектордың қарапайым жағдайында массаға тәуелді шекті энергия, бірдей энергия немесе импульсқа ие жеңіл бөлшекті (сәуле шығаратын) және ауыр бөлшекті (сәуле шығармайтын) ажыратуға мүмкіндік береді. Бірнеше шектік сатыларды біріктіру арқылы, қамтылған энергия диапазонын кеңейтуге болады. Черенков шегі детекторлары бөлшектер детекторларында жылдам уақыт өлшеу және ұшу уақытын анықтау үшін қолданылған. Күрделірек конструкциялар шығарылған жарық мөлшерін пайдаланады. Черенков калориметрі үшін, біріншілік және екіншілік бөлшектерден жарықты тіркеу, жалпы жарық шығымы түскен бөлшектің энергиясына пропорционалды болады. Жарық бағытын пайдаланатын дифференциалды Черенков детекторлары қолданылады. РИЧ детекторлары позицияға сезімтал сенсорлық аймақтағы жеке Черенков фотондарының орналасуын тіркеп, тіркелген үлгілерден Черенков бұрыштарын қайта жасайды. Сондықтан РИЧ детекторлары бөлшектің жылдамдығы туралы ақпаратты ұсынады, егер бөлшектің импульсі да белгілі болса (магниттік иілу арқылы), осы екі мәліметті біріктіру бөлшектің массасын анықтауға және осылайша бөлшектің түрін анықтауға мүмкіндік береді.