RIVELATORI
Carlo Bernardini
Università di Roma “La Sapienza”
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Natura dei contatori
Un rivelatore di particelle dotate di una certa
energia è un dispositivo sensibile a qualche
effetto secondario delle particelle che
attraversano la materia.
Le particelle possono essere cariche (elettroni,
protoni, nuclei, adroni varii (mesoni o barioni)) o
neutre (raggi gamma, neutroni, adroni neutri)
Tipologie
Ci sono varii sottocasi:
1a - scintillatori
1b – radiatori Cerenkov
2a - camere a ionizzazione
2b – tubi di Geiger e Müller
3a – emulsioi fotografiche
3b – camere a nebbia
Modi di impiego
Tecniche:
Coincidenze e anticoincidenze (Rossi)
Tempi di volo
Spettrometria magnetica (analizzatori)
I primordi
All’inizio, per rivelare particelle cariche dei raggi
cosmici, furono usati addirittura elettrometri
trasportati a varie quote.
Crookes inventò lo spintariscopio (1903) uno
schermo di Solfuro di Zinco SZn su cui si
osservavano scintillazioni con un microscopio: ci
volevano i “negri” da mettere per ore con l’occhio
incollato lì.
Misure di
ionizzazione
Camera a
nebbia
Poi venne la camera di Wilson (1910); C.T.R.
Wilson studiava la formazione della nebbia
espandendo aria umida raffreddata; gli ioni
condensano goccioline lungo il loro cammino
La camera di Rossi e Bridge
I contatori di Fermi
Poi vennero i Geiger
Müller (1913)
Tecniche visuali
Seguono le
emulsioni nucleari
arricchite in
Bromuro d’Argento
AgBr per
aumentarne la
sensibilità.
Evoluzione delle
tecniche visuali
La camera a bolle (Glaser 1955): Una C. a B. è
un recipiente pieno di un liquido trasparente
sovrariscaldato al punto tale che una particella
carica che lo attraversa produce ebollizione
violenta che riempie il suo cammino di bollicine.
Un liquido sovrariscaldato ha una temperatura più
alta ma una pressione inferiore alla tensione di
vapore. La pressione è governata da un pistone.
Lavora in campi magnetici anche elevati.
Gargamelle
Pregi e difetti
Caratteristiche:
Risoluzione in tempo  dai secondi (coincidenze
a voce, spintariscopio) ai picosecondi
(coincidenze elettroniche a stato solido)
Risoluzione spaziale, emulsioni 1 micron,
altre >100 micron
Scintillatori e
fototubi
Materiali plastici trasparenti nei quali particelle
cariche veloci producono vistose eccitazioni atomiche
con successivo decadimento rapido (da evitare perciò i
decadimenti di livelli metastabili nella scelta del
materiale).
Sono osservati con fototubi, cioè amplificatori di
correnti elettroniche fotoemesse da fotocatodi
metallici (litio o cesio)
Scintillatori liquidi
Effetto Cherenkov
Effetti speciali
Radiazione di transizione
Tracce
+
tempi:
camere a
scintilla
Varianti della camera a scintilla
Atlas