Eksperimentalna fizika jedra in
osnovnih delcev
Predavanja: 30 ur
Vaje: 15 ur
Seminar: 0 ur
Interakcija nabitih delcev in fotonov
s snovjo: interakcija
težkih nabitih delcev, formula
Betheja in Blocha,
doseg, energijsko stresanje. Interakcija elektronov s snovjo, ustavljanje
elektronov, zavorno sevanje. Večkratno sipanje.
Interakcija visokoenergijskih fotonov s
snovjo, fotoefekt, Comptonovo sipanje, tvorba parov.
Razvoj elektromagnetnih pljuskov.
Ionizacijski detektorji v fiziki osn. delcev: večžične proporcionalne komore (načini
odčitavanja signala, izkoristek, izbira plinske mešanice,
delovanje pri velikih
pogostostih štetja, staranje). Potovalne komore, komora s
časovno projekcijo (TPC).
Detekcija UV svetlobe, žarkov X in gama. Tekočinski
ionizacijski detektorji.
Uporaba polvodniških
detektorjev v fiziki osn. delcev, jedrski fiziki in
astrofiziki: Pozicijsko-občutljivi silicijevi
detektorji (konstrukcija in uporaba). Pixel
detektorji, CCD senzorji. Detekcija žarkov X in gama.
Sevalne poškodbe.
Scintilacijski detektorji: Kratka ponovitev osnovnih značilnosti
(organski scintilatorji
- kristali, tekočine, plastiki; anorganski kristali;
plini in stekla). Izkoristek za različne
vrste sevanja. Linearnost.
Detektorji svetlobe: Fotopomnoževalke, transport fotoelektronov, sekundarni
elektroni. Mikrokanalne plošče,
razvoj signala, delovanje v močnih magnetnih poljih.
Polvodniški detektorji svetlobe (fotodiode,
plazovne fotodiode, silicijeve
fotopomnoževalke).
Detekcija nevtralnih delcev: Detekcija
nevtrinov, nevtronov, nizkoenergijskih
žarkov
gama. Fano faktor.
Elektronska obdelava signalov: Formiranje signala v različnih vrstah
detektorjev.
Pretvorba v napetostni signal. Šum. Nabojno občutljivi predojačevalec. Oblikovanje
sunkov. Izražanje signalov z elementarnimi funkcijami,
razsežnost signala.
Kategorizacija signalov.
Identifikacija delcev v
eksperimentalni fiziki jedra in fiziki osnovnih delcev:
Meritev časa preleta. Meritev dE/dx
pri nizkih energijah. Večkratno merjenje
specifične ionizacije. Števci Čerenkova:
pragovni detektor, detektor obročev
Čerenkova (RICH). Prehodno sevanje. Detekcija
nevtronov in nevtrinov.
Merjenje energij:
Elektromagnetni kalorimetri. Hadronski kalorimetri. Umerjanje
in kontrola kalorimetrov.
Temeljna literatura
1. W.R. Leo, Techniques for Nuclear and
Particle Physics Experiments, Springer
Verlag, Berlin 1994.
2. Handbook of
Particle Detection and Imaging, edited
by Claus Grupen,
Irène Buvat,
Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 2012
3. G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, J. Wiley, New York 1979.
4. F. Sauli (editor), Instrumentation in High Energy Physics, World Scientic 1992.
5. K. Kleinknecht, Detectors for Particle
Radiation, Cambridge University
Press
1987.
6. P. Horowitz, W. Hill, The Art of
Electronics, Cambridge University
Press 1996.
Pogoji
Obisk
predavanj in vaj, pisni izpit, ustni izpit.