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.