
【化】 radiation detector
particle
【计】 corpuscle
【化】 particle
【医】 particle
【计】 prober
【化】 detector
【医】 detector
粒子探测器(Particle Detector)是一种用于探测、识别和测量高能物理实验中产生的微观粒子(如电子、质子、光子、中微子等)及其性质的仪器设备。其核心功能在于将不可见的粒子相互作用转化为可测量的电信号或光信号,为研究物质基本结构和宇宙起源提供关键数据。
粒子相互作用探测
粒子穿过探测器敏感材料(如硅半导体、惰性气体、闪烁晶体)时,通过电离、激发或切伦科夫辐射等效应产生可观测信号。例如,硅顶点探测器通过粒子电离产生的电子-空穴对记录轨迹位置(精度达微米级)。
英文术语:Particle interaction detection
信号转换与放大
原始信号经光电倍增管或电子学系统放大,转化为可分析的电流或光脉冲。例如,光电倍增管将闪烁体的微弱荧光转换为电脉冲。
英文术语:Signal amplification
轨迹探测器(Tracking Detector)
记录带电粒子运动路径,如时间投影室(TPC)利用气体电离和漂移电场重建三维轨迹。
英文术语:Tracking detector
量能器(Calorimeter)
测量粒子能量,分为电磁量能器(探测电子/光子)和强子量能器(探测强子)。例如,锗酸铋(BGO)晶体通过吸收粒子能量产生荧光实现高精度能量测量。
英文术语:Calorimeter
粒子鉴别探测器
结合飞行时间计数器(TOF)或切伦科夫探测器区分粒子种类。例如,切伦科夫辐射角用于辨别接近光速粒子的质量。
英文术语:Particle identification
大型强子对撞机(LHC)的ATLAS探测器通过μ子触发系统发现希格斯玻色子,验证粒子质量起源机制。
四川稻城高海拔宇宙线观测站(LHAASO)利用地面簇射探测器阵列捕捉超高能伽马射线,揭示银河系粒子加速机制。
正电子发射断层扫描(PET)采用伽马光子探测器实现肿瘤早期诊断,原理与高能物理探测器技术同源。
(注:以上链接为示例性权威来源,实际引用需确保链接有效)
粒子探测器是用于探测、识别和测量高能粒子或电离辐射的精密仪器,在粒子物理、核物理及天体物理研究中具有核心作用。以下是其关键解析:
粒子探测器通过捕捉粒子与物质相互作用产生的信号(如电离、发光等),实现对微观粒子的观测和数据分析。它不仅记录粒子数量,还能测量能量、动量、电荷等属性。
当粒子穿过探测器时,会与介质发生电离、激发或核反应,产生可检测的信号。例如:
粒子探测器是探索物质微观结构和宇宙起源的关键工具,例如通过捕捉希格斯玻色子验证标准模型,或通过暗物质实验研究宇宙缺失质量。
如需更详细的技术分类(如气泡室、硅探测器等),可参考专业文献或权威书籍《粒子探测器》(克劳斯·格鲁彭等著)。
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