Calorímetro (física de partículas) - Calorimeter (particle physics)
En física de partículas , un calorímetro es un aparato experimental que mide la energía de las partículas . La mayoría de las partículas ingresan al calorímetro e inician una lluvia de partículas y la energía de las partículas se deposita en el calorímetro, se recoge y se mide. La energía puede medirse en su totalidad, lo que requiere la contención total de la lluvia de partículas, o puede tomarse una muestra. Normalmente, los calorímetros se segmentan transversalmente para proporcionar información sobre la dirección de la partícula o partículas, así como la energía depositada, y la segmentación longitudinal puede proporcionar información sobre la identidad de la partícula en función de la forma de la lluvia a medida que se desarrolla. El diseño de calorimetría es un área activa de investigación en física de partículas.
Tipos de calorímetros
Electromagnético versus hadrónico
Un calorímetro electromagnético es uno diseñado específicamente para medir la energía de partículas que interactúan principalmente a través de la interacción electromagnética , mientras que un calorímetro hadrónico es uno diseñado para medir partículas que interactúan a través de la fuerza nuclear fuerte . (Consulte los tipos de lluvias de partículas para conocer las diferencias entre los dos). La respuesta de un calorímetro se puede describir en términos de la relación e / h. Esta es la medida de qué tan bien responde un calorímetro a los leptones o fotones frente a los hadrones. Idealmente, uno querría una relación e / h ~ 1, esta condición se llama compensación.
Homogéneo versus muestreo
Cualquiera de los tipos anteriores puede fabricarse como un calorímetro de muestreo, en el que el material que produce la lluvia de partículas es distinto del material que mide la energía depositada. Normalmente, los dos materiales se alternan. Una ventaja de esto es que cada material puede adaptarse bien a su tarea; por ejemplo, se puede utilizar un material muy denso para producir una ducha que evolucione rápidamente en un espacio limitado, incluso si el material no es adecuado para medir la energía depositada por la ducha. Una desventaja es que parte de la energía se deposita en el material incorrecto y no se mide; por lo tanto, debe estimarse la energía total de la ducha.
Un calorímetro homogéneo es aquel en el que todo el volumen es sensible y aporta una señal.
Calorímetros en experimentos de física de alta energía
La mayoría de los experimentos de física de partículas utilizan alguna forma de calorimetría. A menudo, es la forma más práctica de detectar y medir partículas neutras a partir de una interacción. Además, los calorímetros son necesarios para calcular la "energía faltante" que se puede atribuir a partículas que rara vez interactúan con la materia y escapan del detector, como los neutrinos. En la mayoría de los experimentos, el calorímetro funciona junto con otros componentes como un rastreador central y un detector de muones . Todos los componentes del detector trabajan juntos para lograr el objetivo de reconstruir un evento de física.
Ver también
- Calorímetro (para otros usos del término)
- Espectroscopia de absorción total , técnica cuyo principal dispositivo de medición es un calorímetro.