Parçacık dedektörü

Deneyli ve uygulamalı parçacık fiziği, nükleer fizik ve nükleer mühendislikteki, çekirdek bozunumları, kozmik ışınlar ya da parçacık hızlandırıcılarındaki çarpışmalarla üretilen yüksek enerjili parçacıkları belirlemek ve/veya izini bulmak için kullanılan aygıtlara parçacık dedektörleri veya diğer bir deyişle ışınım dedektörleri denir. Çağdaş dedektörler, belirlenen ışınım enerjisini ölçmek için kalorimetre olarak da kullanılırlar. Ayrıca parçacıkların momentum, spin, yük gibi özelliklerini ölçmek için de kullanılırlar.

Açıklama

Çağdaş hızlandırıcılar için tasarlanan dedektörlerin hem boyutu hem de maliyeti devasadır. Bir dedektör, parçacıkları sadece sayıyor fakat onların ne enerjisini ne de iyonlaşmalarını çözümleyemiyorsa, dedektör yerine genellikle sayaç terimi kullanılır. Parçacık dedektörleri, iyonlaştırıcı ışınımın(yüksek enerjili fotonlar ya da hatta görülebilir ışık) dahi izini sürebilmektedir. Eğer başlıca amacı radyasyon ölçümü ise, bunlara "radyasyon dedektörleri" denir. Hatta fotonlar kütlesiz parçacıklar olmasına rağmen, "parçacık dedektörleri" terimi hala doğru bir terimdir.

Örnekler ve çeşitler

İcat edilen ve kullanılan birçok dedektör, iyonlaşma dedektörleri(gazlı iyonlaşma dedektörleri ve yarı iletken dedektörler en tipik örneklerdir) ve pırıldama dedektörleridir; fakat diğer yanda, Çerenkov Işınımı-Çerenov Işığı ve geçiş ışınımı gibi tamamen farklı ilkelerle çalışan dedektör çeşitleri de vardır.

Bulut odasında iyonlaşma radyasyonu kaynaklı görülebilen izler (kısa, kalın: α-parçacıkları; uzun, ince: β-parçacıkları)

Tarihi örnekler

Radyasyondan korunmak için dedektörler

Aşağıdaki listede sıralanan parçacık dedektörleri radyasyondan korunmak için geniş bir alanda kullanılmakta ve nükleer, tıp ve çevre alanlrında genel kullanım için çok büyük miktarda ticari olarak üretilmektedirler.

Gazlı iyonlaşma dedektörleri
Pırıldama sayacı
Yarı iletken dedektörler
Dozimetreler
Elektroskoplar (taşınabilir dozimetre gibi kullanıldığı zaman)

Parçacık fiziği ve nükleer fizik'te geniş çapta kullanılan dedektörler

Gazlı iyonlaşma dedektörleri
Katıhal dedektörleri
- yarı iletken dedektörler ve değişik çeşitleri CCDlar
- katıhaliz sürümü dedektörleri
- Çerenkov dedektörü
  - RICH (Halka Görüntülemeli Çerenkov Dedektörü)
- Pırıldama Sayacı ve ona bağlı Fotoçoğaltıcılar ya da Fotodiyot / Çığ fotodiyodu
  - Lucas hücresi
  - Uçuş süresi dedektörü
- Yarı iletken dedektör
  - Silikon köşe dedektörü
- Geçiş radyasyonu dedektörü
Kalorimetreler
Mikrokanal plaka dedektörleri
Nötron dedektörleri

Çağdaş dedektörler

Parçacık fiziğinde kullanılan çağdaş dedektörler, yukarıda bahsi geçen dedektörlerin tıpkı bir soğandaki katmanlar gibi birleştirilmesi ile yapılandırlılar.

Parçacık dedektörlerinin kurulumu

Çarpıştırıcılarda

CERN'de
- LHC (Büyük Hadron Çarpıştırıcısı|BHÇ) için
  - CMS (Kompakt Müon Selonoidi)
  - ATLAS (Toroidal BHÇ Parçası)
  - ALICE (Büyük İyon Çarpıştırma Deneyi)
  - LHCb (BHÇb)
- LEP (Büyük Elektron-Poziitron Çarpıştırıcısı|BEP) için
  - Aleph [1] 20 Kasım 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  - Delphi [2]
  - L3
  - Opal [3] 12 Aralık 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- for the SPS
Fermilab'da
- Tevatron için
  - CDF 28 Eylül 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
  - D017 Temmuz 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
DESY'de
- HERA (Hera-parçacık hızlandırıcısı|HERA)
  - H1 (H1 parçacık dedektörü|H1)
  - HERA-B
  - HERMES (HERMES Deneyi|HERMES)
  - ZEUS (Zeus-parçacık dedektörü|ZEUS)
BNL'de
- RHIC için
SLAC'da
- PeP-II 12 Ekim 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. için
  - BaBar (BaBar Deneyi|BaBar)
- SLC 26 Ekim 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. için
  - SLD 30 Kasım 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
Cornell'de
- CESR (Cornell Elektron Depolama Halkası|CESR) için
  - CLEO (CLEO-parçacık dedektörü|CLEO)
  - CUSB
BINP (Budker Nükleer Fizik Enstitüsü|BINP)de
- VEPP-2M 3 Aralık 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. ve VEPP-2000 için
  - ND (ND Deneyi|ND)
  - SND (SND Deneyi|SND)
  - CMD
- VEPP-4 için
  - KEDR 5 Nisan 2019 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
Diğerleri
- MECO from UC Irvine

Yapım aşamasında

ILC için
- CALICE
CLIC için

Çarpıştırı yokken

Uzay mekiğinde

JEDI
AMS

Ayrıca bakınız

Dış bağlantılar

Filmstrips

"Radiation detectors". H. M. Stone Productions, Schloat. Tarrytown, N.Y., Prentice-Hall Media, 1972.

Genel bilgiler

The Particle Detector BriefBook
How to Build a Cloud Chamber12 Mayıs 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
Grupen, C. (Haziran-Temmuz 1999). "Physics of Particle Detection". AIP Conference Proceedings, Instrumentation in Elementary Particle Physics, VIII. 536. İstanbul: Dordrecht, D. Reidel Publishing Co. ss. 3-34. doi:10.1063/1.1361756.