Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.2.Oddziaływaniecząstekzmaterią
21
ołowiu.Wkonsekwencjideszczeelektromagnetyczneprzekazująwiększośćswojej
energiidostosunkowomałegoobszaruprzestrzeni.Rozwójprysznicajestproce-
semstochastycznym,naktóryskładasięszeregdyskretnychinterakcji.Jednakze
względunadużąliczbęzaangażowanychcząstek,rzędu2xmaxfluktuacjerozwojuróż-
nychprysznicyelektromagnetycznychotejsamejenergiisąstosunkowoniewielkie,
aposzczególnepryszniceotejsamejenergiisąbardzopodobne.
Kalorymetryelektromagnetyczne
Weksperymentachfizykicząstekwysokoenergetycznychenergieelektronówifoto-
nówsąmierzonezapomocąkalorymetruelektromagnetycznegozbudowanego
zmateriałówodużejliczbieatomowejZ.Dostępnychjestwieleróżnychtechno-
logii.NaprzykładkalorymetrelektromagnetycznywdetektorzeCMSwWielkim
ZderzaczuHadronówjestzbudowanyzmacierzy75000kryształówwykonanych
zwolframianuołowiu(PbWO4),któryjestscyntylatoremnieorganicznym.Kryształy
sązarównoprzezroczysteoptycznie,jakicharakteryzująsiękrótkądługościąpro-
mieniowaniaX0=0,83cm,dziękiczemupryszniceelektromagnetycznemieszczą
sięwzwartymobszarze.Elektronywprysznicuelektromagnetycznymwytwarzają
światłoscyntylacyjne,któremożebyćzbieraneiwzmacnianeprzezwydajnedetek-
toryfotonów.Ilośćwytworzonegoświatłascyntylacyjnegojestproporcjonalnado
całkowitejenergiipierwotnegoelektronu/fotonu.Alternatywnie,kalorymetryelek-
tromagnetycznemogąbyćzbudowaneznaprzemiennychwarstwmateriałuodużej
liczbieatomowejZ,takiegojakołów,orazwarstwyaktywnej,wktórejmożnamie-
rzyćjonizacjęelektronówwprysznicuelektromagnetycznym.Wprzypadkukalory-
metrówelektromagnetycznychwdużychdetektorachcząstekrozdzielczośćenergii
dlaelektronówifotonówzwyklemieścisięwzakresie
σE
E
∼
3%–1O%
√E/GeV
.
102030Oddziaływanieiwykrywaniehadronów
Podczasprzechodzeniaprzezmaterięnaładowanehadrony(np.protonyinałado-
wanepiony)staletracąenergięnaprocesjonizacji.Ponadto,zarównonaładowane,
jakineutralnehadronymogąpodlegaćoddziaływaniusilnemuzjądremośrodka.
Cząstkiwytworzonewtympierwotnymoddziaływaniuhadronowymbędąnastępnie
oddziaływaćwdalszejczęściośrodka,powodująckaskadęcząstek.Rozwójprysz-
nicyhadronowychjestparametryzowanyprzezdługośćoddziaływaniajądrowego
AI,którajestdefiniowanajakośredniaodległośćmiędzyoddziaływaniamihadrono-
wymirelatywistycznychhadronów.Długośćoddziaływaniajądrowegojestznacznie
większaniżdługośćpromieniowania.NaprzykładdlażelazaAI≈17cm,wporów-
naniuzdługościąpromieniowaniawynoszącą1,8cm.
