La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Rivelatori di Particelle1 Lezione 7 Effetto Cerenkov Per una trattazione classica delleffetto Cerenkov consultare Jackson : Classical Electrodynamics cap.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Rivelatori di Particelle1 Lezione 7 Effetto Cerenkov Per una trattazione classica delleffetto Cerenkov consultare Jackson : Classical Electrodynamics cap."— Transcript della presentazione:

1 Rivelatori di Particelle1 Lezione 7 Effetto Cerenkov Per una trattazione classica delleffetto Cerenkov consultare Jackson : Classical Electrodynamics cap 13 e paragrafi 13.4 e 13.5

2 Rivelatori di Particelle2 Lezione 7 Effetto Cerenkov La radiazione Cerenkov e emessa ogniqualvolta una particella carica attraversa un mezzo (dielettrico) con velocita c=v>c/n, dove v e la velocita della particella e n lindice di rifrazione del mezzo. Intuitivamente: la particella incidente polarizza il dielettrico gli atomi diventano dei dipoli. Se >1/n momento di dipolo elettrico emissione di radiazione. <1/n 1/n

3 Rivelatori di Particelle3 Lezione 7 Effetto Cerenkov L angolo di emissione c puo essere interpretato qualitativamente come unonda durto come succede per una barca od un aereo supersonico. Esiste una velocita di soglia s = 1/n c ~ 0 Esiste un angolo massimo max = arcos(1/n) La cos( ) =1/ n e valida solo per un radiatore infinito, e comunque una buona approssimazione ogniqualvolta il radiatore e lungo L>> essendo la lunghezza donda della luce emessa

4 Rivelatori di Particelle4 Lezione 7 Effetto Cerenkov Numero di fotoni emessi per unita di lunghezza e intervallo unitario di lunghezza donda. Osserviamo che decresce al crescere della Il numero di fotoni emessi per unita di Lunghezza non dipende dalla frequenza

5 Rivelatori di Particelle5 Lezione 7 Effetto Cerenkov L energia persa per radiazione Cerenkov cresce con. Comunque anche con 1 è molto piccola. Molto piu piccola di quella persa per collisione (Bethe Block), al massimo 1%.

6 Rivelatori di Particelle6 Lezione 7 Effetto Cerenkov 1)Esiste una soglia per emissione di luce Cerenkov 2)La luce e emessa ad un angolo particolare Facile utilizzare leffetto Cerenkov per identificare le particelle. Con 1) posso sfruttare la soglia Cerenkov a soglia. Con 2) misurare langolo DISC, RICH etc. La luce emessa e rivelabile e poca. Consideriamo un radiatore spesso 1 cm un angolo c = 30 o ed un E = 1 eV ed una particella di carica1. Considerando inoltre che lefficienza quantica di un fotomoltiplicatore e ~20% N pe =18 fluttuazioni alla Poisson

7 Rivelatori di Particelle7 Lezione 7 Effetto Cerenkov L indice di rifrazione dipende dalla frequenza n=n(E) e dn/dE 0 errore cromatico E e connesso all intervallo E considerato. Assumendo distribuzione piatta E = E/(12) 1/2 L errore cromatico puo essere ridotto riducendo E e quindi il numero di Fotoni emessi o con correzioni ottiche complicate

8 Rivelatori di Particelle8 Lezione 7 Radiazione di transizione Per una trattazione (qualitativa) della radiazione di transizione consultare Jackson : Classical Electrodynamics cap 14 paragrafo 9. Un trattamento relativistico e esposto in: G.Garibian, Sov. Phys. JETP63 (1958) 1079

9 Rivelatori di Particelle9 Lezione 7 Radiazione di transizione La radiazione di transizione e stata predetta da Ginzburg e Franck nel 1946 La radiazione di transizione è emessa quando una particella carica attraversa un mezzo con un indice di rifrazione discontinuo, e.g. alla superfice di separazione fra il vuoto ed un dielettrico. Una visione semplicistica medium vacuum electron

10 Rivelatori di Particelle10 Lezione 7 Radiazione di transizione Si puo ricavare che: Lenergia irraggiata ad ogni superfice di separazione e: Il numero di fotoni emessi per superfice di separazione e piccolo: Servono molte superfici di separazione molti fogli (plastica) separati da strati di gas (aria) solo e ± di alta energia emettono TR. Identificatione of e ±

11 Rivelatori di Particelle11 Lezione 7 Radiazione di transizione Inoltre: I raggi X sono emessi a piccolo angolo : I raggi X sono vicini alla traccia della particella. Spettro di emissione della radiazione di transizione (TR): Energia tipica : Simulated emission spectrum of a CH 2 foil stack

12 Rivelatori di Particelle12 Lezione 7 Radiazione di transizione I radiatori devono essere a basso Z Bisogna evitare di riassorbire I fotoni emessi (vedi in seguito effetto fotoelettrico proporzionale a Z 5 ). Lo spessore dei radiatori deve essere della lunghezza di formazione D. Per materiale tipo plastica p ~ 30x10 15 s -1 e se ~ 1000 D ~ 10 m.


Scaricare ppt "Rivelatori di Particelle1 Lezione 7 Effetto Cerenkov Per una trattazione classica delleffetto Cerenkov consultare Jackson : Classical Electrodynamics cap."

Presentazioni simili


Annunci Google