Yüksek Enerji Detektörleri (YED)
Tabii ki parçacıkları yüksek enerjilerde çarpıştrmak yeterli değildir. Çarpışmadan sonra parçacıklara neler olduğu hakkında bilgi edinmeliyiz. Yüksek enerji detektörleri (YED) elementer parçacıklar arasındaki parçacıkları tespit etmek için dizayn edilirler. Herbir deney kendine ait bir detektör sistemine sahiptir fakat genel olarak bir YED;
Parçacığın yükünü, yönünü ve momentumunu ölçmeli,
Çarpışmada herbir yöndeki elektronların ve fotonların taşıdıkları enerjiyi ölçmeli,
Çarpışmada herbir yöndeki hadronların (protonlar, pionlar, nötronlar, v.s) taşıdıkları enerjiyi ölçmeli,
Çarpışmada oluşan elektronları ve muonları tespit etmeli,
Nötrinolar gibi detekte edilmeyen parçacıkların varlığını momentum korunumdan tespit etmeli,
Yukarıda sayılan özellikleri yeterince hızlı yapabilecek özelliklere sahip olmalı,
Ölçülen bilgileri eksiksiz kayıt etmeli,
Radyasyon tehlikelerine karşı güvenilir olmalıdır.
Bir YED etkileşme noktası etrafını çevreleyen (tıpkı bir soğan gibi) alt detektörlerden oluşur. Böylece etkileşen parçacıkların detekte edilmeden kaçması engellenir.Tipik bir YED' in çarpışma noktasından itibaren dış katmanlara doğru alt detektörlerin bileşenleri şu şekildedir;
Vertex Detektör
İz Takip Edici (Tracking) Detektör
Elektromagnetik Kalorimetre
Hadronik Kalorimetre
Muon Kalorimetre
Vertex Detektör
Vertex detektörler çarpışmadan sonra ortaya çıkan kısa ömürlü parçacıkları detekte eder.
Çarpışma noktasına en yakın olan alt detektördür.Vertex detektörün amacı etkileşme noktasına çok yakın kısa ömürlü bozunan parçacıkların izlerini ölçmektir. Ağır b ve c kuarklarını içeren ve ömürleri yaklaşık 10e-13 ve 10e-12 civarında olan parçacıklar kısa ömürlüdür.
Tipik olarak çok ufak yarıçaplı silindirik tabakalardan yapılmıştır. Yaklaşık bir kola kutusu büyüklüğündedir. Bir çok vertex detektör yarıiletkendir. Bununla birlikte gazlı detektörler de kullanılmaktadır.
Başa dön
Hadronik kalorimetreler çarpışmadan sonraki hadronların (proton, nötron, pion ve diğer mezonların) enerjilerini ölçer.
Elektromagnetik kalorimetrede oluşan sağanağa kıyasla hadronik kalorimetredeki sağnak daha karmaşıktır. Bu durum, inelastik hadronik etkileşmeler sonucu çeşitli parçacıkların sağanak oluşturmasından dolayıdır.
Proton, nötron, pion ve diğer mezonların enejileri hadronik kalorimetreler tarafından ölçülür. Hadronik kalorimetreler bakır ve çelik gibi metal tabakalardan oluşur. Bu tabakaların görevi, hadronları inelastik çarpışma vasıtasıyla düşük enerjili ikincil hadronlara dönüştürmektir. Tabakalar arasındaki algılayıcılar düşük enerjili parçacıklarla orantılı olarak sinyaller üretirler.
Hadronik kalorimetreler elektromagnetik kalorimetrelerin dışındadır. Böylece elektronlar ve fotonlar elektromagnetik kalorimetrede soğurulduğu için buradaki sinyale katkıda bulunmaz.
Başa dön
Muon kalorimetreler detektörlerin en dış kısmında bulunur ve muonların varlığını detekte eder.
Çarpışmadan sonra oluşan yüklü parçacıklardan muonlar, kalorimetrelerden sonra detektörün en dış kısmında bulunan muon detektörlerinde algılanırlar. Muonların kütlesi elektrondan yaklaşık 200 kat fazla olması sebebiyle atomlarla elektriksel bir etkileşmeye girmezler. Bu nedenle elektromagnetik sağanak oluşturmaz. Enerjileri 5 GeV civarında olan muonlar, bakır, çelik gibi metallerin her milimetresinde yaklaşık 1 MeV enerji kaybına uğradıkları için çok fazla enerji kaybetmeden kalorimetreleri geçebilir. YED' lerde değişik şekilde tasarlanmış muon deteksiyon sistemleri kullanılmaktadır.
