ДЕТЕКТОРЫ ЧАСТИЦ
_{Particle detectors}

    Детекторы частиц (счётчики частиц) – приборы для регистрации частиц или отдельных атомных ядер и определения их характеристик. Детекторы используются при изучении радиоактивного распада атомных ядер, в экспериментах на ускорителях заряженных частиц и ядерных реакторах, при исследовании космических лучей, а также радиометрии, дозиметрии и в некоторых других случаях.
    Информативность любого опыта с частицами и атомными ядрами напрямую определяется возможностями тех детекторов, которые в нём используются. История ядерной физики и физики частиц — это, по существу, история создания всё новых методов регистрации частиц и совершенствования старых. Создание новых методов детектирования частиц неоднократно отмечалось Нобелевскими премиями. В настоящее время имеется большое число отдельных детекторов и установок, являющихся комбинацией различных детекторов. Они представляют собой образцы современных технических возможностей и, подчас, самыми совершенными устройствами, которые созданы человеком.
    Один из наиболее общих принципов регистрации частицы состоит в следующем. Заряженная частица, двигаясь в нейтральной среде детектора (газ, жидкость, твердое тело, аморфное или кристаллическое), вызывает за счёт электромагнитных сил ионизацию, возбуждение и поляризацию атомов среды. Таким образом, вдоль пути движения частицы появляются свободные заряды (электроны и ионы), возбужденные и поляризованные атомы. Если среда находится в электрическом поле, то в ней возникает электрический ток, который фиксируется в виде короткого электрического импульса. Примерами детекторов этого типа являются пропорциональный счётчик и счётчик Гейгера.
    При переходе возбужденных атомов в исходное состояние, а также возвращении поляризованных атомов в начальное неполяризованное положение излучаются фотоны, которые могут быть зарегистрированы в виде оптической вспышки в видимой или ультрафиолетовой области. Примерами детекторов такого типа являются сцинтилляционный и черенковский счётчики.
    При определенных условиях траекторию свободных электронов и ионов, созданную пролетающей заряженной частицей, можно сделать видимой. Это осуществляется в так называемых трековых детекторах. Камера Вильсона, искровая и пузырьковая камеры – примеры трековых детекторов.
    Нейтральные частицы, такие как нейтрон и нейтрино, непосредственно не вызывают ионизацию и возбуждение атомов среды. Они могут быть зарегистрированы лишь в результате появления вторичных заряженных частиц, возникших в реакциях этих нейтральных частиц с ядрами среды.
    Гамма-кванты также регистрируются по вторичным заряженным частицам – электронам и позитронам, возникающим в среде вследствие фотоэффекта, Комптон-эффекта и рождения электрон-позитронных пар.
    Общие требования к детектирующей аппаратуре сводятся к определению типа частицы (идентификации) и её кинематических характеристик (энергии, импульса и др.). Часто тип частицы известен заранее и задача упрощается. Во многих экспериментах, особенно в физике частиц высоких энергий, используются крупногабаритные и сложные комплексы, состоящие из отдельных детекторов различного типа. Такие комплексы, фиксируя практически все частицы, возникающие в эксперименте, дают достаточно полное представление об изучаемом явлении.
    Основными характеристиками детектора являются – эффективность (вероятность регистрации частицы при попадании её в детектор) и временнoе разрешение (минимальное время, в течение которого детектор фиксирует две частицы как отдельные). Если детектор определяет энергию частицы и (или) её координаты, то он характеризуется также энергетическим разрешением (точностью определения энергии частицы) и пространственным разрешением (точностью определения координаты частицы).

Подробнее см. Детекторы частиц