Hiukkaskiihdyttimillä tuotettujen hiukkassuihkujen törmäyksissä syntyneiden hiukkasten havaitsemiseen ja tunnistamiseen käytetään erilaisia hiukkasilmaisimia.
Ilmaisimilla mitataan hiukkasten tunnistamiseksi niiden energiaa ja liikemäärää ja/tai tutkitaan niitten ratoja.
Moderneissa hiukkasilmaisimissa on useita eri osia, joissa jokaisessa mitataan syntyneiden hiukkasten eri ominaisuuksia.
Erilaisia ilmaisintyyppejä ovat mm. tuikeilmaisimet, valokuvausemulsiot, kaasutäytteiset ilmaisimet, kuten sumukammiot, ionisaatiokammiot, kipinäkammiot ja lankakammio sekä puolijohdeilmaisimet.
Varsinaisten ilmaisimien lisäksi tarvitaan tapahtumien havainnointiin ja tallentamiseen erilaisia apulaitteita. Jos ilmaisimesta tieto saadaan jännitepulssina, sitä käsitellään elektronisesti. Jos taas reaktiotuotteet synnyttävän näkyvän jäljen, tutkiminen tapahtuu optisesti.
|
Hiukkasfysiikassa erilaiset ratailmaisimet antavat tärkeää tietoa syntyneiden hiukkasten varauksesta ja energiasta.
Ratailmaisimia ovat mm. sumukammiot, kuplakammiot, kipinäkammiot ja lankakammiot.
Sumukammiossa ionisoivien hiukkasten radat näkyvät ylikylläisessä (vesi)höyryssä sumujälkenä.
Sumukammion on syrjäyttänyt kuplakammio, jossa hiukkasten jäljet näkyvät kuplajonoina ylikuumennetussa nesteessä (esim. vedyssä).
Kipinäkammiossa on sarja metallilevyjä, joiden välillä on suuri jännite. Kun ionisoiva hiukkanen kulkee kammiossa, ionisoi se kammiossa olevaan kaasua ja tuottaa jonon kipinäpurkauksia, jotka ilmaisevat hiukkasen radan. Kipinäkammio on jatkuvakäyttöinen sen sijaan kuplakammion vaatii aina erikseen uudelleen virittämisen.
Lankakammiot muodostuvat elementeistä, jossa kahden katoditason välissä on tasavälein yhdensuuntaisia anodilankoja. Peräkkäisten elementtien langat ovat erisuuntaisia. Kammion läpäisevä ionisoiva hiukkanen aiheuttaa sarjan kipinäpurkauksia hiukkasen radalla. Radat voidaan tallentaa ja analysoida tietokoneen avulla.
|