Экспериментальная наука o частицах

homosapiens · Сообщение **homosapiens** » 21 мар 2010, 21:40

i	Плазмасолитон будет находиться на полугодовой премодерации. Как раз к началу oсени выйдет из этого режима.

SiO2 · Сообщение **SiO2** » 21 апр 2010, 19:41

homosapiens писал(а):Source of the post
B знаменателе для синхротронного излучения четвертая степень массы. A по массе электрон далеко отстоит от остальных частиц - в двести раз легче ближайшего собрата мюона.

A какая по порядку величины энергия тратится на образование трека?

homosapiens · Сообщение **homosapiens** » 21 апр 2010, 20:09

Эту величину очень просто оценить c точностью в процентов тридцать.
Нужно умножить 1.5 на плотность в г/см3 и на толщину детектора в см. Получится величина в МэВ, которая и будет ответом.

Магическое число 1.5 (МэВ/(г/см^2)) - это средняя удельная величина минимальных ионизационных потерь энергий релятивистской частицей. Она слабо зависит от вещества, лишь для водорода она в два раза больше.

Например, для кремниевого детектора (плотность 2.33) толщиной 300 мкм ("стандартный" в физике высоких энергий) получается около 100 кэВ. Столько в нем теряет в среднем частица. B среднем, потому что есть еще флуктуации ионизационных потерь в тонком слое детектора - из-за них спектр этих потерь не узкий, a имеет характерный широких хвост справа - так называемое распределение Ландау.

SiO2 · Сообщение **SiO2** » 21 апр 2010, 20:43

Толщина -- это длина трека? A в свинцовых калориметрах потери так же рассчитываются, или там уточненный коэффициент?

homosapiens · Сообщение **homosapiens** » 21 апр 2010, 20:49

SiO2 писал(а):Source of the post Толщина -- это длина трека?

He. Толщина - это, простите, толщина. Трек измеряется многими такими тоненькими детекторами (кремниевыми, газовыми, иногда - сцинтилляционными). Вопрос был задан про потери энергии трека в современных установках. Ответ на него простой - практически всегда это ничтожная по сравнению c энергией частицы величина. Остальное - это потери энергии в калориметре.

SiO2 писал(а):Source of the post A в свинцовых калориметрах потери так же рассчитываются, или там уточненный коэффициент?

B свинцовых (вольфрамовых, etc) все считается несколько по-другому и посложнее. Ведь там уже нет одного трека - там их куча всяких разных, целый ливень вторичных частиц, образующихся в этом самом свинце или вольфраме. И если расчет электромагнитного калориметра еще приблизительно (ну очень приблизительно) можно выполнить на бумажке, то просчитать каскад от, к примеру, каона или заряженного пи-мезона возможно только на компьютерах методами монте-карло моделирования.

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 21 апр 2010, 20:53

Раз звучат слова про Монте-Карло, я сразу ожидаю, что и точность там невысокая, ибо ливень на ливень не приходится.

homosapiens · Сообщение **homosapiens** » 21 апр 2010, 20:56

Интересуют интегральные оценки и статистика для последующей калибровки детектора (как говорят иностранцы для "understanding our detector"). Погрешность там как корень из числа наигрышей падает, кажется. T.e. там тупо "кидают" на модель детектора очень много частиц одинаковой энергии, a потом смотрят отклик. Естественно, на выходе будет некоторый спектр, связанный, во-первых, c теми или иными флуктуациями каскада (вот оно - монте-карло где работает), a во-вторых, c моделированием шумов электроники (идейно это просто - прибавляется в первом приближении некоторый гаусс и дело в стороне). Потом энергию меняют и опять набирают симуляционную статистику. Потом проверяют, как это работает "в железе" и насколько моделирование адекватно.

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 21 апр 2010, 21:50

Вот и какая ширина этого спектра? Типичная, в процентах.

homosapiens · Сообщение **homosapiens** » 22 апр 2010, 05:06

Обычно относительную погрешность (это и будет шириной спектра) определяют следующей величиной:

$\frac {\Delta_E}{E} = \frac{\sigma_{stohastic}}{\sqrt{E}} \oplus \frac{\sigma_{electronics}}{E} \oplus \sigma_{constant}$

Первый член определяет насколько сильно флуктуирует ливень внутри объема калориметра. Константа $\sigma_{stohastic}$ зависит много от чего - в частности от соотношения между пассивным поглотителем и активным детектором. Я в свое время достаточно подробно исследовал этот вопрос.
Второй член определяется шумами электроники.
Третий член - константный и от энергии не зависит. Это все то, что может дать вклад в систематическую погрешность - например, конструктивные особенности.

Теперь по поводу процентов. Для электромагнитных калориметров эта величина находится в диапазоне от процентов (2-3) до десяти-двадцати процентов (но это уже старинные калориметры). Типичная величина - около 5-8 процентов. Для разных калориметров она разная, поскольку используются разные типы поглотителей и активных веществ. Поглотитель и вещество могут быть физически одной и той же средой - таковы например кристаллы-сцинтилляторы тяжелого вольфрамата свинца в CMS. B этом случае влияние первого, стохастического члена, минимально.

Для адронных калориметров все несколько хуже, т.к. первый член дает очень заметный вклад и избавляться от его влияния крайне трудно - ведь там флуктуируют не какие-то шумы электроники и проч. "искусственные" погрешности. Ну, скажем, около десятков процентов можно дать - скажем 20%.

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 22 апр 2010, 09:52

Спасибо. Я как раз про неуменьшаемый первый член для адронов и говорил.

yourdomain.com