İçeriğe atla

Parçacık dedektörü

Parçacık dedektörlerinin özet tablosu

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

Ana madde: Hermetic dedektör

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

Parçacık dedektörlerinin kurulumu

Çarpıştırıcılarda

Yapım aşamasında

  • ILC için
    • CALICE
  • CLIC için

Çarpıştırı yokken

  • Super-Kamiokande
  • AMANDA
  • CDMS

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

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Ernest Rutherford</span> Yeni Zelanda asıllı İngiliz fizikçi (1871-1937)

Ernest Rutherford, Yeni Zelandalı-İngiliz deneysel fizikçidir. 1908 yılı Nobel Kimya Ödülü sahibi.

ATLAS deneyi, Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi'nde (CERN) 10 Eylül 2008'de deneyine başlanmış olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısında kurulan altı deneyden biridir. Diğerleri CMS deneyi, LHCb deneyi, LHCf deneyi Alice deneyi ve Totem deneyidir. ATLAS ve CMS genel amaçlı, LHCb b-fiziği üzerine, LHCf deneyi astroparçacıklar fiziği, Alice ağır iyon fiziği ve Totem ise toplam tesir kesiti ölçümü üzerinedir.

<span class="mw-page-title-main">Charles Wilson (fizikçi)</span> Şotland fizik, fizika üzrə Nobel mükafatı laureatı.

Charles Thomson Rees Wilson, yılları arasında yaşamış, X-ışınları, radyoaktivite ve kozmik ışın çalışmalarında kullanılmış “sis odası” buluşuyla 1927 yılında Nobel Fizik Ödülü kazanmış İskoç fizikçi ve meteorologtur.

<span class="mw-page-title-main">Victor Hess</span> Avusturyalı fizikçi (1883 – 1964)

Victor Francis Hess, kozmik ışınları keşfi ile 1936 Nobel Fizik Ödülü’nü kazanmış Avusturyalı-Amerikalı fizikçidir.

<span class="mw-page-title-main">Nötron</span> Yüke sahip olmayan atomaltı parçacık

Nötron, sembolü n veya n⁰ olan, bir atomaltı ve nötr bir parçacıktır. Proton ile birlikte, atomun çekirdeğini meydana getirir. Bir yukarı ve iki aşağı kuark ve bunların arasındaki güçlü etkileşim sayesinde oluşur. Proton ve nötron yaklaşık olarak aynı kütleye sahiptir fakat nötron daha fazla kütleye sahiptir. Nötron ve protonun her ikisi nükleon olarak isimlendirilir. Nükleonların etkileşimleri ve özellikleri nükleer fizik tarafından açıklanır. Nötr hidrojen atomu dışında bütün atomların çekirdeklerinde nötron bulunur. Her atom farklı sayıda nötron bulundurabilir. Proton ve nötronlar, kuarklardan oluştukları için temel parçacık değildirler.

<span class="mw-page-title-main">Alfa parçacığı</span>

Alfa parçacığı (alfa, Yunan alfabesindeki ilk harf ile gösterilir, α) parçacık ışınları arasında yüksek derecede iyonlaştırıcı bir ışın formudur. İki proton ve iki nötronun helyum çekirdeğindekine benzer bağları sebebiyle He2+ olarak da gösterilir. Alfa parçacığının kütlesi 6.644656×10−27 kg olup, 3.72738 GeV enerjiye denktir.

<span class="mw-page-title-main">Geiger sayacı</span> iyonlaştırıcı radyasyonu ölçen bir çeşit parçacık dedektörü

Geiger sayacı veya Geiger-Müller sayacı, iyonlaştırıcı radyasyonu tespit etmeye ve ölçmeye yarayan bir cihazdır. Cihaza adını veren Geiger–Müller tüpünün içindeki alçak-bansınçlı gaz tarafından üretilen iyonizasyonun kullanılmasıyla, alfa parçacıklarından, beta parçacıklarından veya gama ışınımlarından kaynaklanan nükleer ışımayı tespit eder. Taşınabilir ışıma (radyasyon) tetkik cihazı olarak geniş ve yaygın kullanımı nedeniyle, belki de toplumda en iyi bilinen ışıma (radyasyon) tespit cihazıdır.

<span class="mw-page-title-main">Samuel C. C. Ting</span>

Samuel Chao Chung Ting; "yeni bir tür temel ağır parçacığın keşfindeki öncü çalışmaları için" Burton Richter ile birlikte 1977 Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan Çin kökenli Amerikalı fizikçidir.

<span class="mw-page-title-main">Nötrino</span> atom altı ya da temel parçacıklardan biri

Nötrino, ışık hızına yakın hıza sahip olan, elektriksel yükü sıfır olan ve maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilen temel parçacıklardandır. Bu özellikleri nötrinoların algılanmasını oldukça zorlaştırmaktadır. Nötrinoların çok küçük, ancak sıfır olmayan durgun kütleleri vardır. Yunan alfabesindeki ν (nü) ile gösterilir.

<span class="mw-page-title-main">Çerenkov radyasyonu</span>

Çerenkov ışıması ya da Çerenkov radyasyonu elektrik yüklü bir parçacığın bir yalıtkan içerisinden bulunduğu ortamdaki ışık hızından daha büyük bir sabit hızda geçerken ortaya çıkan bir elektromanyetik ışımadır.

<span class="mw-page-title-main">Bulut odası</span> iyonlaştırıcı radyasyon tespiti için kullanılan bir parçacık dedektörü

Bulut odası, iyonlaştırıcı radyasyon tespiti için kullanılan bir parçacık dedektörüdür.

<span class="mw-page-title-main">Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü</span>

Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsü, Rusya'nın Moskova Oblastı'nda, Moskova'nın 120 km kuzeyindeki Dubna kentinde bulunan uluslararası nükleer bilimler araştırma merkezidir. Ermenistan, Azerbaycan, Belarus ve Kazakistan dahil 18 üye ülkeden gelen 5.500 personeli ve 1.000 doktora sahibi dahil olmak üzere toplam 1.200 araştırmacısı bulunmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Chien-Shiung Wu</span>

Chien-Shiung Wu, , Radyoaktivite alanında önemli katkıları olan Çin kökenli Amerikalı bir deneysel fizikçidir. Manhattan Projesi'nde çalışmış, gaz yayınımıyla (difüzyon) uranyum metalini U-235 ve U-238 izotoplarına ayrıştıran bir yöntem geliştirmiştir. Eşlem korunumu çürüten ve Wu'nun önderliğinde yapılan Wu Deneyi en önemli çalışmalarından birisidir. Bu çalışması çalışma arkadaşları Tsung-Dao Lee ve Chen-Ning Yang’a 1957 Nobel Fizik Ödülünü kazandırmış, ayrıca Wu’ya da 1978 yılında Wolf Fizik Ödülünü kazandırmıştır. Deneysel fizikteki ustalığı sık sık Marie Curie ile karşılaştırılmasına neden olmuş, ayrıca ‘Fiziğin Leydisi’, ‘Çinli Madam Curie’, ‘Nükleer Araştırmanın Kraliçesi’ gibi saygın takma isimler kazandırmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Radyoaktif kirlilik</span>

Radyoaktif kirlenme veya radyoaktif kontaminasyon, radyoaktif maddelerin yüzeylerde; katı, sıvı veya gaz içinde kasıtsız ve istemeden bulunması durumudur.

Solar nötrino problemi, Dünya etrafında bulunan nötrino sayısı ve Güneş'in iç kısmının modellerine dayalı teorik hesapların arasındaki çelişkiydi. Bu çelişki 1960'ların ortalarında gözlemlendi ve 2002 civarında yeni nötrino fiziği anlayışıyla çözüldü. Bu anlayış parçacık fiziği, standart model ve özellikle nötrino salınımlarında önemli gelişmeler sağlamıştır. Temelde, nötrinoların kütlesi vardır ve türleri, güneşin içinden üretilmesi tahmin edilenden farklı bir türe dönüşebilir ve bu türler o dönemde kullanılan dedektörler tarafından tespit edilemeyebilir.

<span class="mw-page-title-main">Gaz iyonlaştırma sayacı</span>

Gaz iyonlaştırma sayaçları, iyonlaştırıcı parçacıkların varlığını tespit etmek için parçacık fiziğinde ve iyonlaştırıcı radyasyonu ölçmek için radyasyondan korunma uygulamalarında kullanılan radyasyon tespit cihazları.

Borexino, düşük enerjili (alt-MeV) güneş nötrinolarını incelemek için oluşturulmuş bir parçacık fiziği deneyidir.

<span class="mw-page-title-main">HERA (parçacık hızlandırıcı)</span>

HERA, Hamburg'daki DESY'de bir parçacık hızlındırıcıydı. 1992'de faaliyete başladı. HERA'daki elektron'lar veya pozitron'lar, 318 GeV'lik bir kütle enerjisi merkezinde proton'larla çarpıştırıldı. Çalışırken dünyadaki tek lepton-proton çarpıştırıcısıydı. Ayrıca, kinematik aralığın belirli bölgelerinde enerji sınırındaydı. HERA 30 Haziran 2007'de kapatıldı.

HERA-B dedektörü, DESY'deki HERA hızlandırıcısında bir parçacık fiziği deneyiydi.

CEBAF Büyük Kabul Spektrometresi (CLAS), Newport News, Virginia, Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan Jefferson Laboratuvarı'ndaki deneysel Hall B'de bulunan bir nükleer ve parçacık fiziği dedektörüdür. Dünyanın birçok ülkesinden 200'den fazla fizikçinin işbirliğiyle nükleer maddenin özelliklerini incelemek için kullanılır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.