칼로리미터(입자물리학)

입자물리학에서 칼로리계는 입자의 에너지를 측정하는 실험 기구다.대부분의 입자는 열량계에 들어가 입자 샤워를 시작하고 입자의 에너지는 열량계에 축적되어 수집되고 측정된다.에너지는 입자 샤워의 전체 격납을 필요로 하는 전체로 측정되거나 샘플링될 수 있다.전형적으로 칼로리미터는 입자나 입자의 방향과 축적된 에너지에 대한 정보를 제공하기 위해 횡방향으로 분할되며, 세로방향 분할은 입자가 발달하면서 샤워기의 모양에 따라 입자의 정체성에 대한 정보를 제공할 수 있다.칼로리메트리 디자인은 입자물리학의 활발한 연구 영역이다.

칼로리미터의 종류

전자파 대 해드론

전자기 열량계는 주로 전자기 상호작용을 통해 상호작용하는 입자의 에너지를 측정하도록 특별히 설계된 반면, 해드론 열량계는 강한 핵력을 통해 상호작용하는 입자를 측정하도록 설계된 것이다.(두 가지 차이점은 입자 샤워 유형을 참조하십시오.)열량계의 반응은 e/h 비율로 설명할 수 있다.이것은 열량계가 렙톤이나 광자 대 하드론에 얼마나 잘 반응하는지를 측정한 것이다.이상적으로는 e/h~1의^{[clarification needed]} 비율을 원하는데, 이 조건을 보상이라고 한다.

균질 대 샘플링

위의 유형 중 하나는 샘플링 칼로리미터로 만들 수 있는데, 그 안에서 입자 샤워를 생성하는 물질은 축적된 에너지를 측정하는 물질과 구별된다.전형적으로 두 재료가 번갈아 나타난다.이것의 한 가지 장점은 각 재료가 그 과제에 잘 적합할 수 있다는 것이다. 예를 들어, 매우 밀도가 높은 재료를 사용하여 제한된 공간에서 빠르게 진화하는 샤워기를 만들 수 있다. 비록 그 재료가 샤워기로 퇴적된 에너지를 측정하기에 적합하지 않더라도 말이다.단점은 에너지의 일부가 잘못된 물질에 축적되어 측정되지 않는다는 것이다. 따라서 총 샤워 에너지를 추정해야 한다.

균질 열량계는 전체 볼륨이 민감하고 신호에 기여하는 것을 말한다.^[1]

고에너지 물리학 실험에서의 칼로리미터

대부분의 입자 물리학 실험은 어떤 형태의 칼로리 측정법을 사용한다.종종 상호작용에서 중성입자를 감지하고 측정하는 가장 실용적인 방법이다.또한 중성미자와 같이 물질과 거의 상호작용을 하지 않고 검출기를 탈출하는 입자에 기인할 수 있는 "누적 에너지"를 계산하기 위해 칼로미터가 필요하다.대부분의 실험에서 열량계는 중앙 추적기 및 뮤온 검출기와 같은 다른 구성 요소와 함께 작동한다.모든 검출기 구성요소는 물리 이벤트를 재구성하는 목적을 달성하기 위해 함께 작동한다.

참고 항목

• 칼로리미터(용어의 다른 용도에 사용)
• 총 흡수 분광기(total supposition spectroscopy), 주요 측정 장치가 열량계인 기법

참조

외부 링크

• 입자 검출기 개요책의 칼로리계 단면
• Calorimeter에 대한 설명(Quantumdiaries.org