Кіріспе

Көлдір физикасындағы фондық оқиғаларды жою әдісі Электрондық антиқорытындылық - жоғары энергия физикасында, эксперименталды бөлшектер физикасында, гамма-сәуле спектроскопиясында, гамма-сәуле астрономиясында, эксперименталды ядролық физикада және осыған байланысты салаларда жағымсыз, "бақырғы" оқиғаларды басу үшін кеңінен қолданылатын әдіс (және оған байланысты жабдықтар). Әдетте, жоғары энергиялы өзара әрекеттесу немесе оқиға пайда болады және оны детектордың бір түрі анықтап, ядролық электроникада жылдам электронды импульс жасайды. Бірақ қажетті оқиғалар басқа бөлшектер немесе процестер арқылы пайда болатын басқа оқиғалардың едәуір санымен араласады, олар детекторда ажыратылмас оқиғаларды жасайды. Қажетті емес фондық оқиғаларды ұстап алу үшін басқа физикалық фотондар немесе бөлшектер детекторларын орналастыруға болады, бұл негізінен бір мезгілде импульстерді шығарады, оларды жылдам электроникамен қажетсіз фонды қабылдамау үшін пайдалануға болады.

Гамма сәулелері астрономиясы

Рентген және гамма сәулелері астрономиясының алғашқы эксперименттері олардың баллондарда немесе зымыранмен ұшып жүрген детекторлары жоғары энергиялы фотондар мен ғарыштық сәулелер зарядталған бөлшектер оқиғаларының үлкен ағынынан бүлінгенін анықтады. Гамма сәулелерін, әсіресе, детекторларды қорғасыннан немесе басқа осындай элементтерден жасалған ауыр қалқандық материалдармен қоршау арқылы тұтастыруға болады, бірақ кеңістіктің жақын ортасында орналасқан өте өткір жоғары энергиялы сәулеленудің жоғары ағыны екіншілік бөлшектердің жауын-шашынды жасағанын тез анықтады, оларды ақылға қонымды қалқандық массалар тоқтата алмады. Бұл мәселені шешу үшін 10 немесе 100 кВ-тан жоғары жұмыс істейтін детекторлар жиі басқа детектордан жасалған белсенді антисопаритет қалқанмен қоршалған, оны қажетсіз ая оқиғаларын қабылдамау үшін пайдалануға болады. Мұндай жүйенің алғашқы үлгісі, алғаш рет Кеннет Джон Фрост 1962 жылы ұсынған, суретте көрсетілген. Ол рентген / гамма сәулелерін детекторының айналасында белсенді CsI(Tl) сцинтилляциялық қалқанға ие, сонымен қатар CsI(Tl), екеуі қажетсіз зарядталған бөлшектер оқиғаларын қабылдамау және қажетті бұрыштық коллимацияны қамтамасыз ету үшін электрондық антиконцидентте байланысқан. Пластикалық сцинтилляторлар көбінесе зарядталған бөлшектерді қабылдамау үшін қолданылады, ал қалың CsI, висмут германати ("BGO") немесе басқа белсенді қалқандық материалдар ғаламдық емес шығу тегінің гамма сәулелік оқиғаларын анықтау және бұғаттау үшін қолданылады. Типтік конфигурация NaI сцинтилляторының қалың CsI антисопаритет қалқанымен толықтай қоршалған болуы мүмкін, зерттеу жүргізіліп жатқан ғарыш көзінен қалаған гамма сәулелерінің кіруіне мүмкіндік беретін тесігі немесе тесіктері бар. Алдыңғы жағында гамма-сәулелерге жеткілікті түрде мөлдір, бірақ кеңістіктегі ғарыштық сәулелер протондарының жоғары ағынын тиімді түрде қабылдамайтын пластикалық сцинтиллятор қолданылуы мүмкін.

Комтонды басу

Гамма сәулелерін спектроскопияда Комптонның қысуы - бұл сигналдың барлық энергиясын жинап алудан бұрын, мақсаттан Комптонды шашыратып жіберген оқиғаға байланысты зақымдалған деректерді алып тастау арқылы сигналды жақсарту әдісі. Мақсат - деректердің Комптондағы шеттік ерекшелігін азайту. Гамма сәулелер спектроскопиясында қолданылатын қатты күйдегі германийдің (HpGe) жоғары ажыратылатын детекторлары өте кішкентай, әдетте диаметрі бірнеше сантиметрден бірнеше миллиметрге дейін қалыңдығы бар. Детекторлардың өте кішкентай болғандықтан, гамма сәулесі барлық энергиясын жинап алмастан, Комптон детектордан тарап кетеді. Бұл жағдайда, деректерді алу жүйесінің энергиясын оқу қысқа болады: детектор энергияны тіркейді, ол түсуші гамма сәулесінің энергиясының тек бір бөлігі ғана. Қажетті оқиғалар әдетте қалауы жоқ аяқ процестерімен бірге жүреді, олар қажетті сигналдарды анықтап, зерттеуге мүмкіндік беру үшін мыңдағаннан миллиардтағанға дейінгі сансыз факторлармен бас тартылуы керек. Мұндай эксперименттердің экстремалды мысалдарын Үлкен адрондық коллайдерде табуға болады, онда үлкен Атлас және CMS детекторлары ізделіп жатқан өте сирек оқиғаларды оқшаулау үшін өте жоғары жылдамдықпен фондық оқиғалардың үлкен санын қабылдамауы керек.