Время-проекционная камера

    Время-проекционная камера (Time-Projection Chamber, TPC) была изобретена в 1974 г. Дэвидом Нюгреном (David Nygren). Первая время-проекционная камера под руководством Нюгрена была построена группой из LBNL (Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли) для электрон-позитронного коллайдера в Стенфорде.
    Время-проекционная камера − гибрид дрейфовой и пропорциональной камер. Она хорошо приспособлена к коллайдерной физике. Катодная плоскость цилиндрической дрейфовой ячейки окружает точку взаимодействия встречных пучков и делит дрейфовую область на две части. На торцах цилиндра расположены многопроволочные пропорциональные камеры. В большой, размером в несколько метров, дрейфовой ячейке, заполненной газом,  с помощью дополнительных электродов создается равномерное электрическое поле.

    Релятивистская заряженная частица, пересекающая объём камеры, создает трек из ионизационных первичных и вторичных электронов − ионизационных кластеров. Образованные кластеры под действием равномерного электрического поля движутся от первоначального трека по направлению к анодной плоскости. Чтобы из-за сильного рассеяния электронные кластеры при прохождении большого расстояния в дрейфовой области (~м) не перекрывались, параллельно электрическому полю прикладывается магнитное поле, что к тому же это позволяет измерить также импульс. Таким образом, закрученный ионизационный след, который оставляют частицы при пролете сквозь дрейфовую ячейку сохраняет свою пространственную форму. Траектории как бы «проецируются» на торцы камеры. Координаты x и y фиксируются многопроволочными пропорциональными камерами, расположенными на торцах, координата z определяется по времени дрейфа электронного кластера от момента своего образования до соответствующей анодной проволоки пропорциональной камеры.
    Возможность получения трехмерного изображения трека позволяет одновременно регистрировать большое количество треков

    Благодаря пропорциональному режиму регистрации отдельных кластеров, время-проекционная камера позволяет также измерить удельные ионизационные потери частицы dE/dx.

Идентификация частиц с помощью время-проекционной камеры детекторного комплекса STAR.

Треки частиц от Au-Au столкновения на детекторном комплексе STAR.