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粒子検出器の要旨
実験及び応用素粒子物理学、原子核物理学、原子力工学において、粒子検出器(りゅうしけんしゅつき、particle detector)、または一般に放射線検出器(ほうしゃせんけんしゅつき、radiation detector)とは、原子核壊変によって生じる放射線、宇宙線、または加速器の反応によって生じるさまざまな放射線・高エネルギー粒子を検出・追跡、特定するための装置である。現代の検出器はカロリーメータにより放射線のエネルギーを測定する。これらはまた、運動量、スピン、電荷などの素粒子の属性を測定することもある。 検出器はサイズ・コストともに巨大な現代の加速器のために設計された。「カウンター」はよく検出器の意味として使われるが、たんにカウンターといった場合はあくまで粒子を数えるだけであって、粒子のエネルギーや電荷などはわからない。粒子検出器は電離放射線(高エネルギー光子あるいは可視光)を検出することもよくある。 もし放射線測定の主要な目的が、(質量のある)放射線を検出することであれば、光子は質量がゼロの粒子である。しかしそれでも粒子検出器の呼称は正しい。 電離式検出器(気体電離式検出器と半導体検出器は最も典型的である)とシンチレーション検出器は多くの検出器として開発され、用いられてきた。しかし他には、チェレンコフ光や遷移放射 (transition radiation) といった完全に異なる原理を応用したものもある。霧箱による電離放射線の可視化。短くて密集した線がアルファ線で、長くてぼんやりとした線がベータ線である。
概要
粒子検出器の例と種類
過去に用いられた粒子検出器
泡箱
ウィルソン霧箱(膨張霧箱)
写真乾板
放射線防護のための検出器
線量計
検電器(小型の検電器は、線量計として用いられる)
素粒子および原子核物理学でよく用いられる検出器
気体電離式検出器
電離箱
比例計数管
多線式比例計数管
素粒子物理学において用いられる現代の検出器は、上記の検出器をたまねぎのように多層状に複数、組み合わせて用いられる。
実際に使われている粒子検出器
加速器
CERN
大型ハドロン衝突型加速器(LHC)
CMS(英語版)
ATLAS検出器
ALICE検出器
LHCb
LEP(英語版)
Aleph ⇒[1]
Delphi ⇒[2]
L3
Opal ⇒[3]
スーパー陽子シンクロトロン(英語版)
COMPASS実験(英語版)
⇒Gargamelle
⇒NA49
フェルミ国立加速器研究所
テバトロン
⇒CDF
⇒D0
ドイツ電子シンクロトロン
HERA
H1(英語版)
HERA-B(英語版)
HERMES実験(英語版)
ZEUS(英語版)
ブルックヘブン国立研究所
相対論的重イオンコライダー(英語版)
PHENIX
Phobos
⇒STAR
SLAC国立加速器研究所
⇒PeP-II
BaBar実験(英語版)
⇒SLC
⇒SLD
コーネル大学
CESR(英語版)
CLEO(英語版)
CUSB(英語版)
BINP(英語版)
⇒VEPP-2Mおよび ⇒VEPP-2000
ND実験(英語版)
SND実験(英語版)
CMD
⇒VEPP-4
⇒KEDR
その他
カリフォルニア大学アーバイン校の ⇒MECO from UC Irvine
建設中
国際リニアコライダー
CALICE
加速器以外
スーパーカミオカンデ
AMANDA(英語版)
CMDS(英語版)
関連項目
物理学における粒子の一覧
出典
外部リンク
映画スライド