粒子検出器
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この記事には参考文献外部リンクの一覧が含まれていますが、脚注によって参照されておらず、情報源が不明瞭です。脚注を導入して、記事の信頼性向上にご協力ください。(2016年5月)
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。
概要

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。
粒子検出器の例と種類

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。
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(英語版)

電離箱

比例計数管

多線式比例計数管(英語版)

ドリフトチェンバー

タイムプロジェクションチェンバー(英語版)


ガイガーミュラー管(英語版)(ガイガー=ミュラー計数管)


固体検出器

半導体検出器およびそれとは異なるCCD

固体飛跡検出器(英語版)

チェレンコフ検出器(英語版)

リングイメージングチェレンコフ検出器(英語版)


シンチレーション検出器シンチレータ光電子増倍管フォトダイオードあるいはアバランシェフォトダイオードを組み合わせて用いる)

ルーカスセル(英語版)

飛跡時間検出器(英語版)


半導体検出器

シリコンバーテックス検出器(英語版)


遷移放射線検出器(英語版)


カロリーメーター (素粒子物理学)(英語版)

マイクロチャンネルプレート

中性子検出器(英語版)

現代の検出器詳細は「en:Hermetic detector」を参照

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
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