Che cosa si misura negli esperimenti

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Fausta Antonia Vecchio
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1 Che cosa si misura negli esperimenti Spesso si tratta di cercare di conoscere il prodotto di urti: tra fasci di particelle prodotte dagli acceleratori e un bersaglio fermo tra fasci di particelle che urtano le une contro le altre Prodotto di urti: sono altre particelle di cui si vuole conoscere: massa direzione in cui si muovono energia (ovvero velocità) quindi la strumentazione è pensata per vedere queste particelle e per misurare ciò che serve 25/11/2008 Daniela Maurizio 1

2 Gli Strumenti di misura Sono molto complessi, si basano sul modo in cui le particelle interagiscono con la materia e vengono chiamati, genericamente parlando: rivelatori di particelle Il termine "contatore" è spesso usato al posto di "rivelatore", quando l'unico scopo del rivelatore è di contare le particelle e non è in grado di misurarne l'energia. A volte i rivelatori di particelle possono tracciare la traiettoria della particella ionizzante (detta così perchè nell'attraversare il materiale di cui è composto il rilevatore, lo ionizza). Altri rilevatori sono anche in grado di misurare l'energia che la particella ha perso nell'attraversarli. 25/11/2008 Daniela Maurizio 2

3 Tipi di rivelatori I RIVELATORI A GAS I RIVELATORI A SCINTILLAZIONE I RIVELATORI A SEMICONDUTTORE LE EMULSIONI NUCLEARI I CALORIMETRI LE CAMERE A BOLLE GLI SPETTROMETRI MAGNETICI 25/11/2008 Daniela Maurizio 3

4 Dove vengono installati i rilevatori? E' interessante studiare gli eventi che accadono durante e dopo una collisione tra particelle. Per questo motivo I fisici sistemano dei rivelatori nelle zone che verranno "innaffiate" dalle particelle prodotte in un evento. I rivelatori sono realizzati con forme diverse a seconda del tipi di collisioni che devono analizzare. 25/11/2008 Daniela Maurizio 4

5 Bersaglio fisso: In un esperimento a bersaglio fisso, le particelle prodotte generalmente volano in avanti, perciò i rivelatori sono a forma di cono e si trovano "dopo" la zona di scontro. Fasci collidenti: In un esperimento a fasci collidenti, le particelle si irraggiano in tutte le direzioni, così il rivelatore deve essere sferico o, più comunemente, cilindrico. 25/11/2008 Daniela Maurizio 5

6 I rilevatori moderni I rivelatori moderni sono composti da molti pezzi diversi, che sono sensibili ad aspetti diversi di un evento. Queste parti sono montate in modo che possano offrire il maggior numero di dati riguardo alle particelle generate in un evento. 25/11/2008 Daniela Maurizio 6

7 Componenti tipiche di un rivelatore Interazioni di alcune particelle con le diverse parti di un rivelatore: ogni parte è sensibile a un particolare tipo di proprietà delle particelle. Queste parti sono montate a strati, in maniera da essere attraversate, una dopo l'altra, da tutte le particelle. Una particella non sarà "visibile" finché non interagisce con il rivelatore, o decade in particelle rivelabili. 25/11/2008 Daniela Maurizio 7

8 Misurare la carica Una importante funzione del rivelatore è di misurare la carica e il momento di una particella. A questo scopo, le parti più interne di un rivelatore, in particolar modo i dispositivi di tracciamento, sono contenute in un forte campo magnetico. Così la carica di una particella può facilmente essere riconosciuta a partire dalla traiettoria della particella stessa, dato che particelle di carica opposta, in uno stesso campo magnetico, curvano in direzioni opposte. 25/11/2008 Daniela Maurizio 8

9 Misurare il momento o q.m. Il momento di una particella può venir calcolato considerando che la traiettoria delle particelle con momento maggiore viene deviata meno rispetto a quella delle particelle con momento minore. Questo avviene perché una particella con grande momento passa meno tempo nel campo magnetico, o ha una maggiore inerzia di una particella con momento piccolo. 25/11/2008 Daniela Maurizio 9

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