Войти
A Проволочная камера или многопроволочная пропорциональная камера представляет собой тип пропорционального счетчика, который обнаруживает заряженные частицы и фотоны и может давать позиционную информацию об их траектории, отслеживая следы газовой ионизации.
Проволочная камера с проводами (W) и катодные (-) пластины (P). Частицы, пролетающие через T, будут ионизировать атомы газа и высвободить заряд, который собирает усилитель (A) (импульс на выходе). В многопроволочной камере используется массив проводов под высоким напряжением. (анод ), которые проходят через камеру с проводящими стенками, имеющими потенциал земли (катод ). В качестве альтернативы, провода могут иметь потенциал земли, а катод - под высоким отрицательным напряжением; Важно то, что однородное электрическое поле притягивает лишние электроны или отрицательные ионы к анодным проводам с небольшим боковым перемещением.
Камера заполнена тщательно подобранным газом, например смесью аргон / метан, так что любая ионизирующая частица, проходящая через трубку, будет ионизировать окружающие газовые атомы. Образовавшиеся ионы и электроны ускоряются электрическим полем в камере, вызывая локализованный каскад ионизации, известный как Таунсендская лавина. Он накапливается на ближайшем проводе и дает заряд, пропорциональный эффекту ионизации обнаруженной частицы. Вычисляя импульсы от всех проводов, можно найти траекторию частицы.
Доработками этой базовой конструкции являются тонкий зазор, резистивная пластина и дрейфовые камеры. Дрейфовая камера также подразделяется на диапазоны особого использования в конструкциях камер, известных как временная проекция, микрополосковый газ и те типы детекторов, которые используют кремний.
В 1968 году Жорж Чарпак, работая в Европейской организации ядерных исследований (CERN ), изобрел и разработал многопроволочную пропорциональную камеру (MWPC). Это изобретение привело к тому, что он получил Нобелевскую премию по физике в 1992 году. Камера была улучшена по сравнению с ранее существовавшей пузырьковой камерой по скорости обнаружения только одной или двух частиц в секунду до 1000 обнаружений частиц в секунду. MWPC генерировал электронные сигналы от обнаружения частиц, позволяя ученым исследовать данные с помощью компьютеров. Многопроволочная камера является развитием искровой камеры.
В типичном эксперименте камера содержит смесь этих газов:
Камера также может быть заполнена:
Эквипотенциальная линия и линия поля в MWPC Для экспериментов по физике высоких энергий, он используется для наблюдения за траекторией частицы. В течение долгого времени для этой цели использовались пузырьковые камеры, но с улучшением электроники стало желательно иметь детектор с быстрым электронным считыванием. (В пузырьковых камерах были сделаны фотографические снимки, а затем были исследованы полученные напечатанные фотографии.) Проволочная камера представляет собой камеру с множеством параллельных проводов, расположенных в виде сетки и находящихся под высоким напряжением, с металлическим корпусом находясь на потенциале земли. Как и в счетчике Гейгера, частица оставляет след из ионов и электронов, которые дрейфуют к корпусу или ближайшему проводу соответственно. Отметив провода, на которых был импульс тока, можно увидеть путь частицы.
Камера имеет очень хорошее относительное временное разрешение, хорошую точность позиционирования и самозапускающийся режим работы (Ferbel 1977).
Разработка камеры позволила ученым изучать траектории частиц с гораздо улучшенной точностью, а также впервые наблюдают и изучают более редкие взаимодействия, которые происходят через взаимодействие частиц.
Вырезка, показывающая интерьер дрейфовой камеры 
Дрейфующие камеры в Musée des Arts et Métiers в Париже Если также точно измерить время импульсов тока проводов и принимая во внимание, что ионам требуется некоторое время, чтобы дрейфовать к ближайшей проволоке, можно сделать вывод о расстоянии, на котором частица прошла проволоку. Это значительно увеличивает точность реконструкции траектории и известно как дрейфовая камера .
. Дрейфовая камера функционирует, уравновешивая потерю энергии от частиц, вызванную ударами с частицами газа, с аккрецией энергии, создаваемой высокой -энергетические электрические поля, вызывающие ускорение частиц. Конструкция аналогична камере Mw, но вместо этого с проводами центрального слоя на большем расстоянии друг от друга. Обнаружение заряженных частиц внутри камеры возможно за счет ионизации частиц газа из-за движения заряженной частицы.
Детектор Fermilab CDF II содержит дрейфовую камеру, называемую Central Outer Tracker. Камера содержит аргон и газообразный этан, а также проволоку, разделенную зазором 3,56 мм.
Если используются две дрейфовые камеры с проволокой одной ортогональной проволокам другого, обе ортогональны направление луча, достигается более точное определение положения. Если дополнительный простой детектор (например, тот, который используется в счетчике вето) используется для обнаружения частицы с плохим или нулевым позиционным разрешением на фиксированном расстоянии до или после проводов, может быть выполнена трехмерная реконструкция и скорость частиц вычитается из разницы во времени прохождения частицы в разных частях детектора. Эта установка дает нам детектор, называемый камерой времени проекции (TPC).
Для измерения скорости электронов в газе (скорость дрейфа ) существуют специальные камеры дрейфа, камеры дрейфа скорости, которые измеряют время дрейфа для известного местоположения ионизация.
