المسعر الحراري (فيزياء الجسيمات)

في فيزياء الجسيمات التجريبية ، يُعدّ المسعر نوعًا من الكواشف التي تقيس طاقة الجسيمات . تدخل الجسيمات إلى المسعر وتُطلق وابلًا من الجسيمات ، حيث تُودع طاقتها داخل المسعر، ثم تُجمع وتُقاس. يمكن قياس الطاقة كاملةً، مما يتطلب احتواءً تامًا لوابل الجسيمات، أو يمكن أخذ عينات منها. عادةً ما تُقسّم المسعرات عرضيًا لتوفير معلومات حول اتجاه الجسيم أو الجسيمات، بالإضافة إلى الطاقة المُودعة، بينما يُمكن للتقسيم الطولي توفير معلومات حول هوية الجسيم بناءً على شكل الوابل أثناء تطوره. يُعدّ تصميم المسعرات مجالًا بحثيًا نشطًا في فيزياء الجسيمات.
أنواع المسعرات الحرارية
الكهرومغناطيسية مقابل الهادرونية
المسعر الكهرومغناطيسي (ECAL) هو جهاز مصمم خصيصًا لقياس طاقة الجسيمات التي تتفاعل بشكل أساسي عبر التفاعل الكهرومغناطيسي ، مثل الإلكترونات والبوزيترونات والفوتونات.المسعر الهادروني (HCAL) هو جهاز مصمم لقياس الجسيمات التي تتفاعل عبر القوة النووية القوية . (انظرأنواع وابلات الجسيماتلمعرفة الفرق بينهما). تتميز المسعراتبطول الإشعاع(في حالة المسعرات الكهروكيميائية ECAL)وطول التفاعل النووي(في حالة المسعرات الهادرونية HCAL) لمادتها الفعالة. يتراوح عمق المسعرات الكهروكيميائية ECAL عادةً بين 15 و30 ضعف طول الإشعاع، بينما يتراوح عمق المسعرات الهادرونية HCAL بين 5 و8 أضعافطول التفاعل النووي.
التجانس مقابل أخذ العينات
يمكن أن يكون جهاز قياس السعرات الحرارية ECAL أو HCAL إما جهاز قياس السعرات الحرارية لأخذ العينات أو جهاز قياس السعرات الحرارية المتجانس .
في مقياس السعرات الحرارية المعاينة ، تختلف المادة التي تُنتج وابل الجسيمات عن المادة التي تقيس الطاقة المترسبة. وعادةً ما تتناوب المادتان. من مزايا هذا الأسلوب أن كل مادة يمكن أن تكون ملائمة تمامًا لمهمتها؛ فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام مادة شديدة الكثافة لإنتاج وابل يتطور بسرعة في حيز محدود، حتى لو كانت هذه المادة غير مناسبة لقياس الطاقة المترسبة. أما من عيوب هذا الأسلوب، فهو أن جزءًا من الطاقة يترسب في المادة الخاطئة ولا يُقاس؛ وبالتالي، يجب تقدير إجمالي طاقة الوابل بدلًا من قياسها مباشرةً.
المسعر المتجانس هو مسعر يكون فيه الحجم بأكمله حساساً ويساهم بإشارة. [ 1 ]
المسعرات الحرارية في تجارب فيزياء الطاقة العالية
تستخدم معظم تجارب فيزياء الجسيمات نوعًا من أنواع قياس السعرات الحرارية. غالبًا ما تكون هذه الطريقة الأكثر عمليةً للكشف عن الجسيمات المتعادلة وقياسها عند تفاعلها مع المادة. إضافةً إلى ذلك، تُعدّ أجهزة قياس السعرات الحرارية ضروريةً لحساب "الطاقة المفقودة" التي تُعزى إلى الجسيمات التي نادرًا ما تتفاعل مع المادة وتفلت من الكاشف، مثل النيوترينوات. في معظم التجارب، يعمل جهاز قياس السعرات الحرارية بالتزامن مع مكونات أخرى، مثل جهاز التتبع المركزي وكاشف الميونات . تعمل جميع مكونات الكاشف معًا لتحقيق هدف إعادة بناء الحدث الفيزيائي.
انظر أيضاً
- المسعر الحراري (للاستخدامات الأخرى للمصطلح)
- مطيافية الامتصاص الكلي ، وهي تقنية يكون جهاز القياس الرئيسي فيها هو المسعر الحراري
مراجع
- ↑ كتيب فيزياء الجسيمات 2006، صفحة 272
روابط خارجية
- قسم المسعر الحراري من كتاب موجز عن كاشف الجسيمات
- شرح المسعرات الحرارية على موقع Quantumdiaries.org
- كاشفات الجسيمات
