Wydział Fizyki Technicznej Politechniki Warszawskiej

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wydział Fizyki Technicznej Politechniki Warszawskiej"

Transkrypt

1 Wydział Fizyki Technicznej Politechniki Warszawskiej Badanie odpowiedzi energetycznej i czasowej scyntylatorów PWO, odczytywanych za pomocą chłodzonych fotodiod lawinowych, w zakresie energii kwantów γ 4-20 MeV Amplitude and time response of cooled PWO scintillators, readout with avalanche-photodiodes to low-energy gamma-rays in 4-20 MeV range Grzegorz Kalicy Praca magisterska wykonana i napisana pod kierunkiem Dr. hab. Bogusława Zwięglińskiego z Instytutu Problemów Jądrowych im. A. Sołtana Warszawa 2009

2 Spis Treści: ROZDZIAŁ 1 Wstęp 2 ROZDZIAŁ 2 Eksperyment PANDA Problematyka fizyczna w eksperymencie PANDA Spektroskopia czarmonium Poszukiwanie stanów egzotycznych Hadrony w materii jądrowej Badanie cząstek z otwartym powabem Hiperjądra Procesy elektromagnetyczne Kompleks FAIR Akumulator HESR Detektor PANDA Spektrometr Tarczy Target Detektor Wierzchołka Centralny traker Detektory Cherenkova Filtry mionów Detektory czasu przelotu Spektrometr Przedni Magnes dipolowy Detektory śladowe Identyfikacja cząstek Monitor świetlności Akwizycja danych...18 ROZDZIAŁ 3 Kalorymetr elektromagnetyczny Kalorymetr elektromagnetyczny w detektorze PANDA Kryteria dotyczące wyboru scyntylatora dla kalorymetru Scyntylator Mechanizm scyntylacji Fotodioda lawinowa Elektronika Projekt Oczekiwane wyniki...28 i

3 ROZDZIAŁ 4 Pomiary testujące Własności scyntylatorów PWO Pomiary w przedziale energii MeV Pomiary w przedziale energii MeV Aparatura stosowana w pomiarach w przedziale MeV Akcelerator elektrostatyczny LECH Termostat Odczyt danych Chłodzenie Pomiary i ich wyniki Target Reakcje wychwytu radiacyjnego protonów Pomiary z użyciem dużego detektora NaJ(Tl) Przygotowanie aparatury do pomiarów z chłodzonymi scyntylatorami PWO Wyniki pomiarów koincydencyjnych Dyskusja wyników pomiarów Podsumowanie...52 PODZIĘKOWANIA...52 REFERENCJE...53 ii

4 Kompleks akceleratorowy FAIR budowany w Darmstadt w Niemczech jest niezwykle ambitnym programem badawczym, zarówno pod względem naukowym, jak i technicznym. FAIR będzie adresował szeroki wachlarz problemów, zarówno związanych z fizyką jądrową, jak i fizyką cząstek elementarnych. Na te ostatnie ukierunkowany jest eksperyment PANDA, akronim który odczytuje się jako Proton ANnihillations in DArmstadt. PANDA wykorzysta anihilacje antyprotonów z protonami do badań czarmonium układu związanego powabnego kwarka i antykwarka. Celem tych eksperymentów jest weryfikacja przewidywań Modelu Standardowego w odniesieniu do jego gałęzi chromodynamiki kwantowej (QCD Quantum Chromodynamics) stosowanej w sektorze powabu. Czarmonium zostało odkryte w SLAC w Stanford (USA) w 1974 roku. Ostatnio obserwuje się renesans zainteresowań tymi zagadnieniami spowodowany zaobserwowaniem ostatnio wielu stanów czarmonium, które mogą mieć egzotyczny charakter. Praca zespołu IPJ, w którym została wykonana niniejsza praca magisterska, jest powiązana z detekcją fotonów w przejściach radiacyjnych między stanami czarmonium, z których stan emitujący to promieniowanie tworzony jest rezonansowo w anihilacji antyprotonu z protonem. Fotony będą rejestrowane za pomocą kalorymetru elektromagnetycznego (EMC), zbudowanego ze scyntylatorów PbWO 4 (w skrócie PWO), odczytywanych za pomocą fotodiod lawinowych (APD). Badania opisane w tej pracy skupiają się na tym, aby za pomocą EMC jak najlepiej odróżnić radiacyjne rozpady czarmonium od tła, pochodzącego z rozpadu π o i η, produkowanych nierezonansowo, czemu będzie sprzyjać maksymalne obniżenie progu detekcji każdego z dwu fotonów z tego rozpadu. W tezie oprócz docelowego eksperymentu wymienionego w temacie, opisano stopniową ewolucję układu pomiarowego, którego sercem jest termostat mieszczący scyntylator PWO, testy związane z dążeniem do pożądanej temperatury, wybrany do docelowych badań proces otrzymywania promieniowania gamma oraz eksperyment z użyciem detektora NaJ(Tl), który daje nat znacznie lepszą zdolność rozdzielczą niż PWO, wykonany celem zbadania tarczy B, użytej następnie we właściwym eksperymencie. Ponieważ moduły scyntylator APD w detektorze PANDA będą pracować w temperaturze -25 o C, znaczna część prac skupiała się na schłodzeniu termostatu do pożądanej temperatury oraz utrzymaniu jej na stabilnym poziomie na czas pomiarów. Eksperymenty mające na celu pomiary widm z modułów PWO+APD w szerokim przedziale energii fotonów, na podstawie których można będzie prognozować własności kalorymetru elektromagnetycznego w detektorze PANDA wymagają zastosowania kilku akceleratorów, ze względu na ambicję EMC pokrycia przedziału energii od kilku MeV do ok. 12 GeV. Aby przeprowadzić pomiary w przedziale energii kwantów gamma 4-20 MeV, w Zakładzie Reakcji Jądrowych IPJ została opracowana metodyka, wykorzystująca fotony produkowane w 11 reakcjach wychwytu radiacyjnego protonów na lekkich jądrach B p,γ 12 C. Aparatura zaprojektowana i zbudowana dla tego celu umożliwia chłodzenie scyntylatora, APD i przedwzmacniacza, dzięki czemu warunki pomiaru są zbliżone do użytych wcześniej podczas pomiarów w obszarze MeV z użyciem mikrotronu elektronowego MAMI na uniwersytecie Jana Gutenberga w Mainz, w Niemczech. Wprowadzenie scyntylatorów plastykowych, otaczających cylindrem badany scyntylator PWO, umożliwiło wydzielenie zdarzeń, w których całkowita energia jest deponowana w PWO. Przeprowadzono pomiary, które udowodniły, że gładka zależność zredukowanych zdolności rozdzielczych, σ/e, określona w obszarze wysokoenergetycznym, daje również poprawną ekstrapolację tej wielkości w obszar niskoenergetyczny. σ/e zmierzone dla trzech energii fotonów za pomocą scyntylatora PWO produkcji f-my SICCAS z Chin nie ustępują zmierzonym za pomocą PWOII produkcji BTCP z Rosji, preferowanym przez kolaboracje PANDA. Fakt, że nasze wyniki przeczą panującej dotąd opinii, że produkty SICCAS ustępują jakością BTCP, jest niezwykle obiecujący wobec wycofania się BTCP z produkcji scyntylatorów, po dostarczeniu ok 30% ilości niezbędnej dla całego iii

5 urządzenia z braku funduszy na realizację całego zamówienia. The future FAIR facility which is being built in Darmstadt, Germany, is an extremely ambitious research program, both in its scientific and technical goals. FAIR will tackle with a wide spectrum of problems, connected with nuclear and particle physics. The PANDA project is directed to wards particle physics aspects; it has an acronym which is decoded as Proton ANnihillations in DArmstadt. PANDA is going to use the annihilation of antiprotons with protons to study charmonium the bound system of charm quark and antiquark. The purpose of these experiments is to verify forecasts of the Standard Model in relation to its branch QCD Quantum Chromodynamics used in charm sector. Charmonium was discovered at SLAC, Stanford (USA) in The recently observed many new states created a renaissance of interests towards charmonium because many of them demonstrated exotic characteristics. The SINS team, within which this master thesis was written, is engaged in detection of photons in radiative transitions between the states of charmonium. The state that emits this radiation (e.g. h c ) is created as a resonance in antiproton - proton annihilation. Photons will be registered using an electromagnetic calorimeter (EMC), built of PbWO 4 (PWO) scintillators readout with avalanche photodiodes (APDs), which tolerate the high magnetic field of 2T of the PANDA solenoid, contrary to the standard photomultipliers. Research described in this thesis focuses on questions related to detection of low energy photons in order to decrease as much as possible the detection threshold of the EMC. This will help to identify π o and η mesons by their decay into a pair of photons and thus to separate this source of background, copiously produced in non-resonant processes occurring in parallel to the resonant radiation. The thesis contains a description of preparatory stages preceding the main experiment mentioned in the title. This stages consisted of the choice of nuclear reactions to be used as sources of gamma-rays, design and construction of a thermostat housing the PWO scintillator, an APD and a 11 preamplifier. The reaction B p,γ 12 C has been chosen and an experiment using the large NaJ(Tl) detector having a much better resolution then PWO, is described to test the fabricated nat B targets. Since scintillator APD modules in the PANDA detector are planned to work at -25 o C, a significant effort in the preparatory stage was focused on cooling down the thermostat to that temperature and keeping it at the stable level during the measurements. The knowledge of EMC properties requires an application of several sources of gamma-rays. It is an ambition of EMC that its properties are studied from few MeV up to about 12 GeV, hence an application of several accelerator systems is asked for. The SINS Department of Nuclear Reactions (P-I) developed the method of PWO response studies in the 4 20 MeV range, which is fully compatible with the studies in the MeV at the MAMI microtron in the Johann Gutenberg University in Mainz (Germany). These high energy measurements were performed with a 3x3 matrix of 20x20x200 mm PWO-II scintillators, the central one of which was illuminated with monoenergetic photons and the rest recorded secondary photons of the shower escaping the central one. In the low energy range the pair production and the Compton scattering are the most important interaction processes with PWO. In order to separate the events in which the total energy was absorbed in PWO, our setup utilized a cylindrical plastic scintillator, surrounding PWO almost along its total length. The reduced Gaussian dispersions, σ/e, measured for the three total energy peaks at 6.13, 12.7 and 17.2 MeV superimpose within errors on the smooth energy dependance established in the MeV energy range. A correction for the difference in working temperatures in these two experiments was introduced. Our measurements demonstrate that a single formula gives a valid dependence of σ/e on the photon energy, E, down almost to the single crystal threshold for the EMC in PANDA. These measurements were performed for PWO supplied by two different producers BTCP (Russia) and SICCAS (China). The latter results are comparable to the former ones, which contradicts the widespread opinion that SICCAS fabricates scintillators of inferior quality. iv

6 ROZDZIAŁ 1 WSTĘP Kompleks akceleratorowy FAIR budowany w Darmstadt w Niemczech jest niezwykle ambitnym programem badawczym, zarówno pod względem naukowym, jak i technicznym. FAIR będzie adresował szeroki wachlarz problemów, zarówno związanych z fizyką jądrową, jak i fizyką cząstek elementarnych. Na te ostatnie ukierunkowany jest eksperyment PANDA, akronim który odczytuje się jako Proton ANnihillations in DArmstadt. PANDA wykorzysta anihilacje antyprotonów z protonami do badań czarmonium układu związanego powabnego kwarka i antykwarka. Celem tych eksperymentów jest weryfikacja przewidywań Modelu Standardowego w odniesieniu do jego gałęzi chromodynamiki kwantowej (QCD Quantum Chromodynamics) stosowanej w sektorze powabu. Czarmonium zostało odkryte w SLAC w Stanford (USA) w 1974 roku. Ostatnio obserwuje się renesans zainteresowań tymi zagadnieniami spowodowany zaobserwowaniem ostatnio wielu stanów czarmonium, które mogą mieć egzotyczny charakter. Krąg tych zagadnień był jednym z głównych powodów motywujących autora niniejszej pracy do zainteresowania się eksperymentem PANDA. Wybór grupy z IPJ pod kierunkiem doc. dr hab. Bogusława Zwięglińskiego dał niezwykłą możliwość stania się nawet małą częścią tak istotnego projektu, a co najważniejsze wzięcie udziału w pomiarach mających wymierne znaczenie dla całej kolaboracji PANDA. Poza pomiarami i pobocznymi zadaniami opisanymi w dalszej części pracy autor odbył również 2 miesięczny kurs w GSI stając się jednym z członków grupy pod kierunkiem dra hab. Carstena Schwarza. Grupa ta zajmuje się innym podzespołem detektora PANDA - detektorem Cherenkova wykorzystującym zasadę DIRC. Autor w czasie spędzonym w GSI wziął udział w testach sensorów oraz prętów kwarcowych zrobionych na zamówienie tej grupy. W grupie IPJ autor zajmował się zagadnieniami związanymi z kalorymetrem elektromagnetycznym, którego główną funkcją w detektorze PANDA będzie rejestracja fotonów z wysoką wydajnością i niskim tłem. Zespół dra Zwięglińskiego zainteresowany jest detekcją fotonów w przejściach radiacyjnych między stanami czarmonium, z których stan emitujący to promieniowanie, tworzony jest rezonansowo w anihilacji antyprotonu z protonem. Badania opisane w tej pracy skupiają się na tym, aby za pomocą kalorymetru elektromagnetycznego w detektorze PANDA jak najlepiej odróżnić radiacyjne rozpady czarmonium od tła, pochodzącego z rozpadu π 0 i η, produkowanych nierezonansowo, czemu będzie sprzyjać maksymalne obniżenie progu detekcji każdego z dwu fotonów z tego rozpadu. Autor dołączył do grupy w trakcie budowy termostatu potrzebnego do badania podstawowych części składowych kalorymetru scyntylatora PWO oraz sensora światła, fotodiody lawinowej APD. Podczas trwających niemal 3 lata pracach brał czynny udział w 2

7 testach oraz modernizacji aparatury pomiarowej. Ponieważ moduły scyntylator sensor w detektorze PANDA będą pracować w temperaturze -25 o C, znaczna część prac skupiała się na schłodzeniu termostatu do pożądanej temperatury oraz utrzymaniu jej na stabilnym poziomie na czas pomiarów. Autor tej pracy napisał również 2 programy. Pierwszy, interpolacyjny pozwalający na precyzyjną kontrolę temperatury za pomocą czujników oporowych PT-100. Drugi liczący, na podstawie kinematyki dwuciałowej, energie emitowanego promieniowania gamma dla wszystkich trzech stanów rezonansowych i dwóch stanów końcowych C w reakcji radiacyjnego wychwytu protonu B p,γ 12 C wykorzystywanej w trakcie późniejszych pomiarów. Autor brał czynny udział w pomiarach z użyciem dużego detektora NaJ(Tl) oraz z chłodzonymi scyntylatorami PWO, a także w analizie wyników uzyskanych w tych pomiarach. Niestety ze względu na problemy techniczne przeprowadzenie badań dotyczących odpowiedzi czasowej scyntylatorów PWO, wspomnianych w temacie, nie było możliwe. 3

8 ROZDZIAŁ 2 Eksperyment PANDA PANDA (Pbar ANnihilations at DArmstadt) to część projektu FAIR - szeregu eksperymentów mających dać kluczowe informacje z dziedziny fizyki cząstek elementarnych i fizyki jądrowej. PANDA, to system detektorów, który umiejscowiony zostanie w akumulatorze HESR (High Energy Storage Ring). Naukowcy skupią się z jego pomocą na zagadnieniach fizyki hadronów oraz związanymi z nią silnymi oddziaływaniami. Ten program badawczy wymaga by detektor był uniwersalny pod względem możliwości detekcji i rozróżniania różnych rodzajów cząstek, był niezawodny zapewniając bezawaryjną pracę w ciągu trwających ok ½ roku cykli pomiarowych oraz był odporny na promieniowanie. Kalibracja oraz dokładność pomiarów musi stać na jak najwyższym poziomie. Strumień danych pochodzących z oczekiwanych ok. 2x10 7 anihilacji antyprotonów na sekundę jest wyzwaniem nie tylko dla poszczególnych składowych detektorów ale również dla systemów odpowiedzialnych za selekcję i akwizycję danych. Składowe detektora PANDA, problematyka fizyczna oraz ich działanie opisane dalej w tym rozdziale opierają się w głównej mierze na [2], [3] i [4]. Rys. 2.1 Przekrój detektora PANDA 4

9 2.1 Problematyka fizyczna w eksperymencie PANDA Wielkie eksperymenty przeprowadzane na przestrzeni ostatnich lat w wielkich centrach badawczych na świecie skupiają się na kwantowym pojęciu silnych oddziaływań, uważanych za fundament współczesnej fizyki. Mimo ogromnej ilości danych i uzyskanych odpowiedzi na postawione pytania, nadal wiele kluczowych problemów pozostaje niezbadanych. Uwięzienie kwarków, potwierdzenie istnienia gluboli i hybrydów czy pochodzenie masy hadronów to tylko nieliczne pytania, istotne do pełnego zrozumienia silnych oddziaływań oraz materii hadronowej. Badania nad strukturą hadronów można przeprowadzać zarówno za pomocą elektronów, pionów, kaonów, jak i protonów czy antyprotonów. Ze względu na obfitą produkcję cząstek o gluonowych stopniach swobody oraz par cząstka - antycząstka w anihilacji proton antyproton, spektroskopia z użyciem wiązki antyprotonów jest doskonałym narzędziem do powyższych badań, zapewniając im wysoką statystykę oraz precyzję. Szeroki wachlarz pomiarów, których część będzie można przeprowadzać równolegle, zaplanowany z użyciem detektora PANDA [5], ma na celu uzyskanie jak największej objętości informacji Spektroskopia czarmonium Precyzyjne pomiary mas, całkowitych szerokości i szerokości parcjalnych wszystkich stanów czarmonium, są kluczem do uzyskania informacji o potencjale wiążącym kwarki powabne [6], [7]. Wyniki tych pomiarów są również niezwykle istotne dla testowania przewidywań chromodynamiki kwantowej (QCD). Ponieważ układ stanów czarmonium jest zależny od potencjału QCD, analiza spektrum c c wykonana na podstawie modelu potencjału nierelatywistycznego oraz konfrontacja z przewidywaniami sieciowej QCD dają niemal bezpośredni wgląd w potencjał QCD, co nie było możliwe poprzednio w anihilacji e + e -, która populuje wyłącznie stany o liczbach kwantowych fotonu W anihilacji p p możliwa jest bezpośrednia formacja stanów czarmonium o wszystkich możliwych liczbach kwantowych. Mała szerokość stanów czarmonium poniżej progu na rozpad D D (patrz Rys. 2.2 ) oraz wynikający z tego brak ich mieszania znacznie ułatwia detekcję i interpretację wyników. Wysoka precyzja pomiaru zostanie osiągnięta dzięki bardzo wysokiej monochromatyczności energii antyprotonów, otrzymanej w procesie ich chłodzenia stochastycznego oraz chłodzenia wiązką elektronów. Pomiar masy przy dobrych skanach będzie przeprowadzany z dokładnością rzędu 100keV. Dzięki osiągom detektora PANDA możliwe będzie zbadanie czarmonium w szerokim zakresie energii wzbudzenia, zarówno poniżej jak i powyżej progu rozpadu na mezony powabne. 5

10 Rys. 2.2 Widmo stanów czarmonium poniżej progu rozpadu na D D Poszukiwanie stanów egzotycznych Model Standardowy nie wyklucza istnienia innych mezonowych stanów związanych niż q q lub barionowych niż qqq. Mimo iż ich istnienie nie zostało jeszcze potwierdzone doświadczalnie, przewidywania teoretyczne bardzo silnie wskazują na istnienie kolorowo neutralnych hadronów zbudowanych z udziałem gluonów, np. powanych hybrydów - c c g oraz cząstek zbudowanych tylko z gluonów, tzw. gluboli gg, czy też ggg. Wynikiem anihilacji antymaterii z materią jest ośrodek niezwykle bogaty w gluony, co znacznie zwiększa prawdopodobieństwo tworzenia się gluboli w takich reakcjach. Obszar masowy dostępny w detektorze PANDA również daje pozytywne nadzieje na detekcję stanów egzotycznych przekroje czynne na produkcję stanów egzotycznych będą porównywalne z tymi dla stanów konwencjonalnych. Ponieważ cząstki te będą raczej krótkożyjące, ich rejestrację oraz zmierzenie ich własności trzeba będzie przeprowadzić pośrednio. Rekonstrukcja gluboli będzie się odbywać na podstawie identyfikacji oraz pomiarów pędu i energii cząstek na które się rozpadną Hadrony w materii jądrowej W tych badaniach poszukiwane będą zmiany własności hadronów, gdy te zostają osadzone w materii jądrowej. Będzie to rozszerzeniem badań przeprowadzonych 6

11 dotychczas w sektorze lekkich kwarków (u, d, s), do sektora kwarków powabnych. Wielkościami obserwowalnymi były zmiany mas i szerokości niestabilnych mezonów wektorowych i pseudoskalarnych. W tym kontekście interesująca jest konfrontacja przewidywań teoretycznych odnośnie modyfikacji własności mezonów D i stanów czarmonium w ośrodku jądrowym względem ich własności w próżni. Na przykład, przewidywane są różne przesunięcia mas D i D, co spowoduje obniżenie progu rozpadu czarmonium na D D o ok 50 MeV. Jak wynika z Rys. 2.2 będzie to miało dramatyczny wpływ na poszerzenie stanów ψ' i ψ'', co się powinno uwidocznić w krzywej wzbudzenia na emisję par leptonów e + e - i µ + µ - w zderzeniach p z jądrami w sąsiedztwie progowego pędu 6.4 GeV/c. Innym niezwykle istotnym zagadnieniem z tej kategorii jest przekrój czynny na dysocjacje J/ ψ w procesach zderzeniowych z nukleonami. Na te zagadnienia mają rzucić światło pomiary krzywych wzbudzenia J/ψ w sąsiedztwie rezonansowego pędu ( p p =4.05 GeV/c) na tarczach o rosnącej masie. Znajomość tego przekroju czynnego jest koniecznym warunkiem by można było interpretować anomalne tłumienia produkcji J/ ψ w zderzeniach relatywistycznych ciężkich jonów jako efekt tworzenia plazmy kwarkowo gluonowej Badanie cząstek z otwartym powabem. Przy pracy akumulatora HESR z pełną zakładaną świetlnością oraz z pędem wiązki antyprotonów przekraczającym 6,4 GeV/c, co odpowiada progowi rozpadu czarmonium na mezony powabne możliwe będzie badanie tych aspektów struktury czarmonium które wiążą się z rozpadem na mezony powabne, D, D* i D s. Pozwoli to znacząco wzbogacić badania spektroskopowe w eksperymencie PANDA Hiperjądra Hiperjądra Λ to układy, w których górny kwark jednego z barionów jest zastąpiony kwarkiem dziwnym. Tym samym pojawia się nowy wymiar zwany dziwnością S. Chociaż hiperjądra badane są już od dekad, to jak dotąd, znanych jest ich tylko 31 o pojedynczej (S=-1) oraz 6 o podwójnej (S=-2) dziwności. Osiągi wiązki antyprotonów w projekcie FAIR pozwolą na efektywną produkcję hiperjąder z więcej niż jednym dziwnym barionem, co umożliwi precyzyjną spektroskopię szeregu wcześniej niedostępnych hiperjąder oraz badania ich struktury celem określenia charakteru oddziaływań ΛN oraz ΛΛ Procesy elektromagnetyczne Spektroskopia w eksperymencie PANDA, opisana powyżej, zostanie uzupełniona o badanie struktury nukleonów za pomocą procesów elektromagnetycznych. Procesy te to przede wszystkim rozproszenie Comptonowskie pod dużymi kątami (WACS Wide Angle Compton Scattering) oraz kreacja par leptonów, e + - e - oraz µ + - µ -. Dla badań 7

12 spektroskopowych w dyskretnej części widma czarmonium istotne będą pomiary przejść radiacyjnych pomiędzy poszczególnymi stanami [8, 9]. W szczególności określenie charakterystyk kwantowych stanu h c (1 1 P 1 ) (patrz Rys. 2.2), tworzonego rezonansowo w anihilacji proton antyproton, na podstawie rozkładu kątowego promieniowania γ, emitowanego pomiędzy stanami h c i ɳ c, w stosunku do kierunku wiązki antyprotonowej. 2.2 Kompleks FAIR FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) to kompleks akceleratorowy, w którego skład wchodzi detektor PANDA, którego budowa planowana jest na terenie ośrodka badawczego GSI pod Darmstadt w Niemczech. Kompleks ten obejmował będzie dwa potężne synchrotrony SIS100 oraz SIS300 przyspieszające cząstki, następnie wysyłane do jednego z urządzeń badawczych. Wykorzystanie najnowocześniejszych rozwiązań technicznych pozwoli na jednoczesne prowadzenie szeregu eksperymentów i programów badawczych przez różne zespoły. Podstawowe zagadnienia które będą przedmiotem badań to: fizyka hadronów, fizyka struktury i astrofizyka jądrowa, materia hadronowa o bardzo wysokiej gęstości, fizyka plazmy przy bardzo wysokich ciśnieniach i wysokiej temperaturze oraz fizyka atomowa. Rys. 2.3 Plan kompleksu akceleratorowego FAIR naniesiony obok istniejącej już infrastruktury GSI. Rys. 2.3 przedstawia ogólny schemat kompleksu FAIR. Wiązka protonów o natężeniu 70 ma i energii 70 MeV przyspieszona w akceleratorze liniowym (p linac) zostaje wstrzelona do synchrotronu SIS18 który po przyspieszeniu jej do energii 2 GeV 8

13 wstrzeliwuje ją do SIS100. Tutaj nawet do protonów, kompresowanych w paczki o długości 7.5 m, przyspieszane będzie do energii około 29 GeV, pozwalającej na produkcję antyprotonów w wyniku zderzenia z grubym targetem Ni. Z pojedynczej paczki protonów oczekuje się powstania antyprotonów następnie grupowanych i chłodzonych stochastycznie w separatorze CR (Collector Ring). W CR antyprotony są kompresowane w paczki, spowalnianie do pędu 3.8 GeV/c, następnie składowane w pierścieniu akumulacyjnym RESR w tempie antyprotonów na godzinę. Ostatecznie następuje injekcja antyprotonów o stałym pędzie 3,8 GeV/c do synchrotronu HESR. 2.3 Akumulator HESR W HESR (High Energy Storage Ring, patrz Rys. 2.4) wiązka antyprotonów jest przyspieszana lub spowalniana do pożądanego pędu. Do tego celu służą wnęki wysokiej częstotliwości RF1 i RF2. Dostrajanie wiązki, tzn. zmniejszenia jej rozmycia pędowego oraz geometrycznego, do potrzeb docelowego eksperymentu PANDA jest realizowane przy użyciu dwóch rodzajów chłodzenia: stochastycznego oraz elektronowego. Rys 2.4 Akumulator HESR. Reszta objaśnień użytych skrótów podana jest w tekście Rozdz W przypadku gdy wiązka antyprotonów ma pęd większy niż 1.5 GeV/c wykorzystywana jest metoda dwustopniowa, wykorzystująca chłodzenie stochastyczne. Polega ona na pomiarze odchylenia wiązki w pewnym miejscu trajektorii od pozycji 9

14 nominalnej za pomocą ćwierć falowych sond zbierających (pickup P1, P2, P3 patrz Rys. 2.4), a następnie informacja ta zostaje przekazana w linii prostej (nie wzdłuż jonowodu) do układów korygujących (kicker K1, K2, K3), doprowadzających wiązkę do żądanego położenia oraz skorygowanie odchyleń od pędu nominalnego. Ze względu na ogromną prędkość antyprotonów w jonowodzie oraz czas potrzebny na przejście sygnału przez układy elektroniczne przewody łączące pickupy z kickerami powinny być możliwie jak najkrótsze. Wymieszanie kolejności połączeń tych przewodów owocuje korektą za każdym razem innej konfiguracji antyprotonów. Chłodzenie elektronowe stosuje się puszczając na odcinku jonowodu razem z antyprotonami wiązkę elektronów o takiej samej prędkości, ale znacznie mniejszym rozmyciu pędowym. Zabieg ten skutkuje przyspieszeniem wolniejszych od elektronów antyprotonów oraz wyhamowanie szybszych. System chłodzenia elektronowego oznaczony jest jako ecool na Rys Składa się on z pionowego akceleratora elektronów i pętli prowadzącej elektrony dokładnie współosiowo z wiązką antyprotonów na drodze o długości ok. 20 m. Pętla ta skierowuje następnie wiązkę elektronów z powrotem do akceleratora VdG. Dzięki chłodzeniu stochastycznemu otrzymuje się wysoką świetlność w eksperymentach rzędu cm 2 s 1 przy umiarkowanej pędowej zdolności rozdzielczej rzędu 10 4 w całym zakresie pędów antyprotonów GeV/c. Za sprawą chłodzenia elektronami będą prowadzone eksperymenty ze świetlnością cm 2 s 1 i wysoką zdolnością rozdzielczą δ p / p , co jest planowane w ograniczonym przedziale pędów GeV/c. 2.4 Detektor PANDA PANDA to detektor pozwalający identyfikować oraz określać pędy wszystkich cząstek powstających w badanych zderzeniach. Cel ten wymaga umiejętnego połączenia różnych typów detektorów produktów anihilacji oraz konstrukcji obejmującej jak najszczelniej punkt zderzenia antyprotonów z protonami tarczy. Objęcie wszystkich kątów osiągnięte zostanie dzięki podziałowi na Spektrometr Przedni (FS - Forward Spectrometer) oraz Spektrometr Tarczy (TS - Target Spectrometer). Spektrometr przedni będzie analizował produkty anihilacji emitowane w wąskim stożku w kierunku do przodu ±5 o w kierunku pionowym oraz ±10 o w kierunku poziomym. Ten zakres kątów uwidacznia prostokątne okno w przedniej pokrywie Spektrometru tarczy (patrz Rys. 2.5). Elementem za pomocą którego jest prowadzona analiza pędowa naładowanych produktów w FS, jest magnes dipolowy o dużej aperturze wlotowej. 10

15 Rys 2.5 Schemat detektora PANDA z wskazaniem jego podstawowych składowych Spektrometr tarczy Spektrometr tarczy (patrz Rys. 2.6) ma symetrię osiową, składa się z części zwanej beczką oraz dwóch pokryw przedniej i tylnej. Beczka obejmuje obszar kątów 170 o ϴ 22 o w stosunku do osi wiązki. Pole magnetyczne dla analizy pędów zadaje solenoid nadprzewodzący o średnicy 1.89 m i długości 2.75 m. Maksymalne pole magnetyczne ma wartość przewidywaną 2T. Punkt oddziaływania p p otaczają detektory produktów anihilacji: Detektor wierzchołka (MVD),Centralny tracker którego funkcję będzie pełnić układ detektorów słomkowych (STT) lub Komora projekcji czasowej (TPC), traktowane obecnie jako alternatywy. Kolejne warstwy detekcyjne w kierunku radialnym to Detektory Cherenkova (DIRC), Detektory czasu przelotu, oraz Kalorymetr elektromagnetyczny, który zostanie opisany osobno w Rozdziale 3. 11

16 Rys. 2.6 Schemat Spektrometru tarczy. Jarzmo solenoidu jest segmentowane a pomiędzy jego stalowymi płytami są wstawione detektory mionów Target Wiązka antyprotonów z akumulatora HESR wchodzi z lewej strony (Rys. 2.5) do detektora PANDA napotykając target wodorowy na przecięciu z osią pionową. Przewidywane jest zastosowanie dwóch typów targetu klastrowego oraz strugowego jako alternatyw. System strugowy (Cluster jet) polega na wprowadzaniu na drogę wiązki antyprotonów schłodzonej ciekłej strugi kropel wodoru pod wysokim ciśnieniem, co powoduje skupienie jego cząstek w krople złożone z molekuł H 2. Target grudkowy (pellet target) zaś wykorzystuje mikronowe grudki zestalonego wodoru (zwane peletami) przecinające w regularnych odstępach punkt oddziaływania z prędkością mniej więcej 60 m/s. Z użyciem tarczy grudkowej produkty oddziaływania są generowane impulsowo przy każdym wejściu grudki na przecięcie z wiązką antyprotonów. Tarcza strugowa ze względu na ciągłość oraz jednorodność produkcji jest znacznie lepszym wyborem. Niestety gęstość atomów wodoru osiągana dotychczas w urządzeniach testowych nie jest wystarczająca do osiągnięcia maksymalnej, planowanej świetlności 2 x cm -2 s -1 przy ps 1 w akumulatorze HESR. 12

17 Detektor wierzchołka Detektor wierzchołka (Multi Vertex Detector - MVD) jest detektorem śladowym służącym w eksperymencie PANDA do wyznaczania wtórnych wierzchołków ( Vertexów ) rozpadów mezonów D i hiperonów. Zbudowany jest z beczki oraz 8 dysków ustawionych prostopadle do wiązki (patrz Rys. 2.7). Średnica wewnętrzna beczki wynosi 2,5 cm zaś zewnętrzna 13 cm, składają się na nią dwie wewnętrzne warstwy detektorów pikselowych oraz dwie zewnętrzne detektorów paskowych. Dwa pierwsze dyski są zbudowane całkowicie z detektorów pikselowych, dwa ostatnie z paskowych, zaś cztery w środku składają się z odpowiedniej ich kombinacji. Rys 2.7 Detektor wierzchołka oraz przecięcie jonowodu z pionową rurą targetową Centralny traker Na część centralną składać się będzie opcjonalnie Komora projekcji czasowej (Time Projection Chamber) lub system Gazowych detektorów słomkowych (Straw Tube Tracker) oraz zestaw trzech detektorów GEM ustawionych prostopadle do wiązki. System gazowych detektorów słomkowych to układ samo wspierających się słomek ułożonych w cylindryczne warstwy o szerokości 27 cm i długości 150 cm. Przewiduje się użycie 11 podwójnych warstw, z czego 2 brzegowe zostaną ustawione równolegle do wiązki zaś pozostałe pod kątem od 2 o do 3 o. Nachylenie środkowych słomek pozwoli określić położenie cząstek wzdłuż przepływu wiązki (oś z) z dokładnością do 1 mm. Gazem użytym wewnątrz słomek będzie mieszanka Argonu z CO 2. Oczekuje się iż STT pozwoli określać położenie w płaszczyźnie xy (prostopadłej do kierunku wiązki) z dokładnością do 150 μm. Alternatywą dla STT jest Komora Projekcji Czasowej (TPC), której zbiornik wypełniony gazem o cylindrycznym kształcie otacza detektor wierzchołka. TPC podzielone jest na dwie połówki aby dać przejście dla rury targetu (patrz Rys. 2.8). Pole elektryczne działające pomiędzy katodą a płaszczyzną odczytu oddziela dodatnie jony od elektronów powstałych wzdłuż torów jonizacji produktami oddziaływania. Na lewym końcu zbiornika za sprawą lawinowego wzmacniania na trzystopniowym detektorze GEM otrzymuje się pozycję cząstki w płaszczyźnie xy. Trzecią współrzędną dostaje się z pomiaru czasu dryfu. 13

18 Dzięki tym trzem współrzędnym TPC pozwala odtworzyć trójwymiarowy tor cząstki, a rejestrując stratę jej energii na jednostkę długości można dokonać również jej identyfikacji, co nie jest możliwe w przypadku STT. Cząstki emitowane poniżej kąta 22 o będą śledzone przy pomocy detektorów gazowych umiejscowionych w odległości 1,1 m, 1,4 m i 1,9 m za targetem. W pierwszej komorze przewiduje się strumień cząstek rzędu cm 2 s 1 w związku z tym wybrano detektory bazujące na zasadzie Gas Electron Multiplier (GEM). Charakteryzują się one rozdzielczością o trzy rzędy wielkości wyższą od zwykłych komór dryfowych dzięki czemu powinny sprostać wysokim oczekiwaniom. Rys. 2.8 Komora projekcji czasowej (Time Projection Chamber - TPC). Rys. 2.9 System gazowych detektorów słomkowych Detektory Cherenkova Identyfikacja cząstek naładowanych emitowanych w bardzo szerokim zakresie pędu oraz kąta, jest kluczowa dla celów stawianych przed eksperymentem PANDA. Dlatego planuje się szereg systemów detektorów pracujących równolegle. Detektory Cherenkova korzystające z zasady DIRC (Detection of Internally Reflected 14

19 Cherenkov light), sprawdzonej już w eksperymencie BaBar w SLAC, będą służyły do identyfikacji cząstek o pędach powyżej 1GeV/c. Detektory te wykorzystują fakt, iż naładowana cząstka poruszająca się, w ośrodku o współczynniku załamania n, z prędkością β c > 1/n emituje światło pod kątem Θ c = arccos(1/nβ). Dzięki informacji o prędkości, wynikającej z kąta emisji światła w stosunku do kierunku propagacji cząstki, oraz informacji o pędzie, uzyskanej z detektorów śladowych, można wyznaczyć masę badanej cząstki. Detektor Cherenkova składa się z części cylindrycznej obejmującej kąty od 140 o do 22 o, oraz części dyskowej obejmującej obszar kątów od 22 o do 5 o. Obie części wykorzystują ten sam radiator syntetyczny kwarc z n = Część cylindryczna będzie zbudowana z wypolerowanych prętów kwarcowych, natomiast część dyskowa z segmentów okrągłej płyty. Idealnie gładka powierzchnia uzyskana dzięki starannemu szlifowaniu, jest niezbędna by transport światła do fotodetektorów następował z minimalnymi stratami. Wiązka przechodząc przez pręt wywołuje wewnętrzne, wsteczne odbicie światła Cherenkova obserwowane za pomocą palet foto detektorów. Palety te zostaną zbudowane z fotopowielaczy niewrażliwych na pole magnetyczne. Informacją z tego układu foto detektorów będzie schemat odbicia w 2D lub jedna składowa położenia i czas propagacji światła Filtry mionów Miony są produkowane w rozpadach czarmonium J/ψ, mezonów D oraz w procesach Drella-Yan'a p p µ + + µ - (lub e + +e - ). Filtry mionowe będą wbudowane w jarzmo solenoidu. W części beczkowej pierwsza warstwa jarzma jest sześciocentymetrowej grubości, po niej następuje 12 warstw trzycentymetrowych szczelin na detektory plastikowe, przeplatanych kolejnymi warstwami żelaza. Detektory umieszczane w szczelinach będą miały za zadanie rejestrować pozycje i czas przejścia mionów, zaś warstwy żelaza będą filtrowały miony od innych cząstek. Biorąc pod uwagę zakres pędów dla odpowiednich kątów planowanych w tym eksperymencie 6-cio centymetrowa warstwa materiału absorbującego powinna wystarczyć dla odseparowania pionów od mionów. Wewnątrz przedniej pokrywy Spektrometru Centralnego rozmieszczone będzie 6 warstw detekcyjnych wokół 5 warstw żelaza, zaś pomiędzy nią a Spektrometrem Przednim umieszczony zostanie łatwo usuwalny filtr mionów z dodatkowymi pięcioma sześciocentymetrowymi warstwami żelaza Detektory czasu przelotu Użycie detektorów czasu przelotu jest pożądane w detektorze PANDA, aby zsynchronizować między sobą pracę poszczególnych podzespołów. Jednakże ze względu na krótką drogę ( cm) cząstek w Spektrometrze tarczy, tylko użycie detektorów o rekordowo wysokiej zdolności rozdzielczej ps może być satysfakcjonującym rozwiązaniem tego zadania. Prace studyjne nad tym zagadnieniem są kontynuowane. 15

20 2.4.2 Spektrometr przedni W stożku kątów, ±5 o w kierunku pionowym oraz ±10 o w kierunku poziomym, detekcja produktów oddziaływania p p odbywać się będzie za pomocą Spektrometru Przedniego, bazującego na szerokoaperturowym magnesie dipolowym oraz na systemie detektorów śladowych identyfikujących cząstki (patrz Rys. 2.5). Za magnesem znajdzie się kalorymetr elektromagnetyczny do detekcji fotonów i leptonów oraz kalorymetr hadronowy do detekcji antyprotonów, neutronów i antyneutronów Magnes dipolowy Magnes Dipolowy, posiadający 1 m szczelinę między nabiegunnikami, zapewniający maksymalną sztywność magnetyczną równą 2 T.m., jest sercem Spektrometru przedniego (patrz Rys. 2.5). Wewnątrz, w polu magnetycznym o maksymalnej wartości 2 T, umiejscowione zostaną przednie detektory Detektory śladowe Śledzenie trajektorii cząstek odchylonych w polu Magnesu Dipolowego będzie się odbywać za pomocą systemu komór dryfowych typu słomkowego. Umiejscowienie trzech par przed, w środku i za magnesem pozwoli śledzić cząstki zarówno z małymi jak i dużymi pędami. Cząstki z małymi pędami będą odchylane i rejestrowane detektorami umocowanymi do wewnętrznych powierzchni jarzma magnesu. Spodziewana rozdzielczość detektorów śladowych dla protonów o pędzie 3 GeV/c wynosić będzie δp/p=0,2% Identyfikacja cząstek Detektor RICH Użycie detektora RICH (Ring Imaging Cherenkov Detector), podobnego do użytego w eksperymencie Hermes, pozwoli rozróżniać piony od kaonów i kaony od protonów w tych obszarach pędów gdzie krzywe strat energii (Bethego Blocha) się przecinają, jak również przy wysokich pędach, gdy biegną blisko siebie (patrz Rys. 2.10). Ideą tego detektora jest zastosowanie systemu dwóch radiatorów: pianki kwarcowej - aerożelu, oraz gazowego C 4 F 10. System ten umożliwia rozdzielną detekcję π, K i p w przedziale pędów 2-15 GeV/c. 16

21 Rys Krzywe strat energii Bethego Blocha, dla e, p, K, π i µ w funkcji pędu tych cząstek. Ściana czasu przelotu Czas przelotu w tej części detektora PANDA będzie mierzony za pomocą ściany zbudowanej ze scyntylatorów plastykowych, odczytywanych z obydwu końców. Ściana ta zostanie ulokowana 7 m za targetem. Przedni Kalorymetr Elektromagnetyczny Detekcja fotonów i elektronów w Spektrometrze Przednim odbywać się będzie za pomocą kalorymetru typu Shashlyk. Pojedynczy moduł tego kalorymetru składa się z ułożonych za sobą przemiennie płytek wolframowych (lub ołowianych) i płytek scyntylatora odczytywanych przez światłowody za pomocą fotopowielaczy. Na podstawie wyników z wcześniejszych eksperymentów oczekuje się zdolności rozdzielczej rzędu 4/ E %. Aby sprostać przewidywanym wymaganiom planuje się ustawienie w odległości 7-8 m od targetu 1404 modułów Shashlyk w 54 kolumnach po 26 rzędów Monitor świetlności Świetlność (luminosity) L definiowana jest jako liczba cząstek wiązki na sekundę (n/s), przecinająca tarczę o gęstości N atomów na jednostkę powierzchni: L =nn (cm -2 s -1 ) {2.1} Aby określić przekrój czynny dla jakiegoś procesu konieczna jest znajomość 17

22 zcałkowanej świetlności po czasie, w którym była gromadzona próbka danych dla tego procesu. Świetlność można określić mierząc liczbę zliczeń w jednostce czasu dla jakiegoś procesu o znanym przekroju czynnym. Biorąc pod uwagę te, które wynikają z oddziaływania wiązki antyprotonów z tarczą protonową, dochodzimy do wniosku, że tylko rozpraszanie sprężyste pod dostatecznie małymi kątami, pod którymi to jest czysto kulombowskie, może być źródłem informacji o świetlności. W różniczkowym przekroju czynnym dϭ el /dt rozpraszanie kulombowskie dominuje przy bardzo małych przekazach czteropędu -t. Jako granicę obszaru interferencji amplitud kulombowskiej i jądrowej przyjmuje się przekaz czteropędu rzędu -t ~ GeV 2 w obszarze pędów antyprotonów, z którymi będzie miała do czynienia PANDA. Gdy pęd wiązki jest równy 6 GeV/c, ten przekaz pędu odpowiada antyprotonowi rozproszonemu pod kątem ok. 5 mrad w stosunku do osi wiązki. Monitor świetlności będzie zbudowany w taki sposób, aby rekonstruować trajektorię antyprotonu rozproszonego pod tak małym kątem. W tym celu będzie się on składać się z czterech płaszczyzn dustronnych, krzemowych detektorów mikropaskowych, rozmieszczonych możliwie najdalej od punktu oddziaływania antyprotonu z tarczą i możliwie jak najbliżej do osi wiązki. Właściwe miejsce dla jego zainstalowania jest na odcinku od 10.0 do 12.0 m od tarczy. Wspomniane płaszczyzny detektora będą od siebie w odległości 20 cm wzdłuż kierunku wiązki. Każda płaszczyzna będzie miała cztery paletki krzemu o wymiarach 2 cm x 5 cm x 200 μm, na których paski będą umieszczone w odstępach 50 μm. Detekcja antyprotonu równocześnie w 4-ch płaszczyznach jest niezbędna dla zredukowania tła. Oczekuje się że użycie czterech paletek (góra, dół, lewo, prawo) pozwoli zredukować błędy systematyczne. Wstępne symulacje pokazały, że dla pędu antyprotonów 6.2 GeV/c proponowany detektor będzie mierzył sprężyste rozproszenia w przedziale < -t < GeV 2, który obejmuje obszar interferencji amplitud kulombowskiej i jądrowej Akwizycja danych Akwizycja danych w większości podobnych projektów przeprowadzana była zazwyczaj metodą dwuwarstwową, hierarchiczną. Zestaw detektorów określał stan pierwszego wyzwalacza, następnie po wybraniu właściwych zdarzeń cała informacja była przenoszona do kolejnego trigera. W eksperymencie PANDA każdy poddetektor będzie samo wyzwalający sam będzie określał stan i przygotowywał dane do dalszego przetworzenia. Dzięki planowanym zmianom w tej metodzie w eksperymencie PANDA planuje się osiągnąć prędkość odczytu nawet rzędu 2x10 7 zdarzeń/s. Więcej szczegółów o tej nowatorskiej metodzie będzie podane przy okazji układu akwizycji danych dla kalorymetru elektromagnetycznego w Rozdz

23 ROZDZIAŁ 3 Kalorymetr elektromagnetyczny Detekcja fotonów i elektronów o energiach od kilku MeV do 15 GeV jest jednym z zadań detektora PANDA i zostanie ona wykonana za pomocą Kalorymetru elektromagnetycznego (ElectroMagnetic Calorimeter - EMC). 3.1 Kalorymetr elektromagnetyczny w detektorze PANDA Podstawową funkcją kalorymetru elektromagnetycznego jest rejestracja fotonów, elektronów i pozytonów z wysoką wydajnością i niskim tłem. To będzie osiągnięte na drodze pomiaru wydzielonej energii (E) i kierunku pędu (ϴ i ø) w stosunku do wiązki antyprotonów. Fotony w stanie końcowym mogą powstawać z różnych źródeł. Bardzo obfitym ich źródłem są dwufotonowe rozpady mezonów neutralnych π 0 i η generowanych w procesach nie rezonansowych. Aby odróżnić radiacyjne rozpady czarmonium od tła, pochodzącego z rozpadu π 0 i η, należy maksymalnie zredukować liczbę niezarejestrowanych fotonów w wyniku ograniczeń kąta bryłowego i progu energetycznego detekcji. Przewidywana geometria kalorymetru, pokazana na Rys. 3.1, zapewnia niemal 100% wydajność geometryczną. Obszar kątów biegunowych od 22 o do 140 o pokrywa część centralna tzw. Beczka. Pokrywa przednia zapewnia detekcję w obszarze kątów do 23.6 o z oknem w zakresie ±5 o w kierunku pionowym i ±10 o w kierunku poziomym, w którym to stożku detekcję fotonów mają zapewniać elementy spektrometru przedniego. Obszar kątów 140 o ϴ 170 o zamyka pokrywa tylna. Elementy Beczki zawarte są pomiędzy dwoma cylindrami. Średnica cylindra wewnętrznego umożliwia umieszczenie wewnątrz Beczki cylindrycznego detektora Cherenkov'a (patrz Rozdz ), natomiast średnica zewnętrzna (z uwzględnieniem wolnej przestrzeni) dopasowana jest do wewnętrznej średnicy solenoidu. Rys. 3.1 Geometria kalorymetru elektromagnetycznego w części centralnej detektora PANDA. 19

24 Jak wynika z Rys. 3.1, te trzy podzespoły kalorymetru składają się z indywidualnych modułów, które patrzą w kierunku tarczy. Rozmiary kątowe ϴ, ø indywidualnych modułów dyktują minimalny kąt pomiędzy fotonami z rozpadu π 0 lub η przy którym fotony te mogą być jeszcze rejestrowane rozdzielnie co ma wpływ na oczekiwany stosunek rezonansowego efektu do nierezonansowego tła. Długość modułu w kierunku radialnym definiuje maksymalną energię fotonu (lub elektronu), którą uda się jeszcze zarejestrować. Rys. 3.2 Ideowy schemat tworzenia się lawin elektronowo - fotonowych w scyntylatorze. W pierwotnym akcie wysokoenergetyczny foton, pokazany z lewej strony, generuje parę elektronowo pozytonową w polu jądra. Drugie pokolenie lawiny zawiera fotony wygenerowane przez e+ i e- w procesach hamowania (bremsstrahlung'u) na jądrach scyntylatora. Procesy te powtarzają się na kolejnych stadiach lawiny. Wysokoenergetyczny foton generuje w ośrodku detektora lawinę elektronowo fotonową, która rozwija się zarówno w kierunku radialnym, t.j. w głąb indywidualnego modułu, jak i w kierunku poprzecznym w stosunku do osi modułu (patrz Rys. 3.2). Przy zbyt małej długości modułu (mierzonej liczbą długości radiacyjnych X o ) część energii lawiny elektronowo fotonowej wypłynie z modułu przez jego tylną ścianę, ew. powodując jonizację materiału sensora, który rejestruje światło, emitowane z objętości modułu. Energia wypływająca w kierunku prostopadłym do osi modułu nie jest tracona, ponieważ jest przechwytywana przez moduły umieszczone stycznie do rozpatrywanego Kryteria dotyczące wyboru scyntylatora dla kalorymetru Rozmiary kaskady elektronowo fotonowej w materiale scyntylatora charakteryzują dwa parametry: długość radiacyjna X 0 w kierunku podłużnym i promień Moliér'a R M w kierunku poprzecznym do osi scyntylatora. Parametry te są malejącymi funkcjami gęstości materiału scyntylatora. Stąd wniosek, że najbardziej zwarta konstrukcja EMC, będzie wykorzystywać scyntylatory o największej gęstości. Jako konkurencyjne należy 20

25 rozpatrywać: Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO), Lu 2 1 X Y 2X SiO 5 (LYSO), PbWO 4 (PWO). Spośród nich najmniejszymi X 0 = 0.89 cm i R M = 2.00 cm charakteryzuje się PWO, posiadający ρ=8.28 g/cm 3. Istnieją działające kalorymetry zbudowane zarówno z BGO (L3 w CERN'ie, czy GRAAL w Grenoble) jak i PWO (CMS/ECAL i ALICE/PHOS w CERN'ie)[11], [12], [13]. LYSO jest materiałem przyszłości ze względu na bardzo wysoką zdolność emisyjną światła, jednakże produkcja scyntylatorów z tego materiału, o odpowiedniej wielkości i jednorodności charakterystyk nie została dotychczas opanowana. O zastosowaniu PWO w EMC detektora PANDA zadecydował czas zaniku scyntylacji w PWO, t decay = 6.5 ns, w porównaniu z t decay = 300 ns w BGO. Jest oczywiste, że PWO stwarza szanse na realizację znacznie szybszego kalorymetru niż BGO. Czynnik ten jest szczególnie istotny w obszarze pokrywy przedniej (Rys. 3.1), gdzie spodziewana jest częstość zliczeń rzędu 500 khz przy najmniejszych kątach względem wiązki antyprotonów i pracy na maksymalnej świetlności. Porównując wydajność świecenia scyntylatorów PWO zastosowanych w CMS [14] z własnymi potrzebami, kolaboracja PANDA doszła do wniosku, że należy ją radykalnie poprawić. Poprawę tę zdecydowano osiągać idąc dwoma równoległymi drogami. Po pierwsze zainicjowano wspólnie z producentem, firmą BTCP z Bogoroditska (Rosja), program doskonalenia produkcji scyntylatorów PWO [15], [16], który zakończył się opracowaniem wersji ulepszonej, tzw. PWOII [17], która ma niemal dwukrotnie wyższą wydajność świecenia niż standardowe scyntylatory dla CMS. Po drugie, zdecydowano obniżyć temperaturę roboczą kalorymetru do 25 o C, co powoduje redukcję gaszenia cieplnego scyntylacji i wzrost wydajności świecenia o dalszy czynnik rzędu 4 [18]. Należy podkreślić jednak, że konstrukcja EMC znacznie się przy tym komplikuje w porównaniu z tym, gdyby kalorymetr pracował w temperaturze pokojowej. Taka jest cena postępu. Doskonalenie jakości PWO, podjęte wspólnie z BTCP angażowało: doskonalenie struktury krystalicznej scyntylatorów, wprowadzenie domieszek Itru (Y), Lantanu (La) oraz Luteku (Lu) celem zmniejszenia koncentracji luk kationowych w macierzy krystalicznej PWO Scyntylator Scyntylatory PWO, które mają być użyte w projekcie PANDA, są produkowane metodą Czochralskiego przez firmę BTCP z Rosji lub zmodyfikowaną metodą Bridgemana przez Instytut Ceramiki Chińskiej Akademii Nauk z Szanghaju (SICCAS). W dalszej części pracy zostaną zaprezentowane wyniki pomiarów przy użyciu zarówno rosyjskiego jak i chińskiego scyntylatora. Kilka scyntylatorów, przeznaczonych do zainstalowania w Beczce jest pokazane na Rys Kryształy te mają długość 200 mm, są bezbarwne i przeźroczyste. Przed zainstalowaniem wszystkie powierzchnie prócz graniczącej z fotodiodą zostaną pokryte reflektorem, co ma zapobiegać ucieczce światła. Reflektorem będzie lustrzanie odbijająca folia Tyvec, produkowana przez firmę 3M. 21

26 Rys. 3.3 Kilka scyntylatorów PWOII, przeznaczonych do zainstalowania w części centralnej kalorymetru. Scyntylatory te mają nieco różne rozmiary przedniej i tylnej krawędzi do której to będą przyklejone sensory. Mają one długość 20 cm i wszystkie ściany wypolerowane z optyczną doskonałością Mechanizm scyntylacji Mechanizm scyntylacji w kryształach PbWO 4 (PWO) jest ściśle związany ze strukturą krystaliczną tego materiału. Mianowicie, PWO jest kryształem jonowym zbudowanym z kationów Pb i anionowych kompleksów WO 4. Te ostatnie są związane kowalencyjnie, tworząc kompleksy o symetrii tetragonalnej wewnątrz jonowego kryształu PbWO 4. Luminescencja interpretowana jest w ramach modelu rozpatrującego 2 - orbitale molekularne radykału WO 4. Panuje zgodna opinia, że niebieskie świecenie PWO powstaje w wyniku przejść elektronowych wewnątrz nie zaburzonego kompleksu. 2 - WO 4. Stan podstawowy ma zamknięte powłoki i konfigurację 1 A 1, przy czym najwyższym zapełnionym orbitalem jest t 1. Najniższy stan wzbudzony powstaje przy przejściu elektronu do stanu 2e. Powstają stąd termy molekularne 3 T 3 1, T 2 oraz 1 T i 1 T 1 2. Strzałka idąca w górę ilustruje dozwolone regułami wyboru przejście do stanu 3 T 1, które to przejście jest najsilniejszym źródłem niebieskiego świecenia PWO. Relaksacja wzbudzonych elektronów prowadzi do stanu, z którego następuje przejście radiacyjne do stanu podstawowego z emisją świecenia o długości fali 420 nm. Interpretacja świecenia zielono - żółtego, w przeciwieństwie do niebieskiego, w kryształach PbWO 4 nie jest jednomyślna. Najbardziej wiarygodne oraz najczęściej spotykane jest przyjęcie, że źródłem tego świecenia są przejścia w dwóch rodzajach centrów, będących nierównoważnymi defektami punktowymi ( WO 3 F ), aktywowanymi kationami Pb 2+ [19]. Na świecenie zielono - żółte ma znaczący wpływ duże przesunięcie Stokesa, czyli przesunięcia pasm absorpcji względem pasm emisji danych stanów 22

Jak działają detektory. Julia Hoffman# Southern Methodist University# Instytut Problemów Jądrowych

Jak działają detektory. Julia Hoffman# Southern Methodist University# Instytut Problemów Jądrowych Jak działają detektory Julia Hoffman# Southern Methodist University# Instytut Problemów Jądrowych LHC# Wiązka to pociąg ok. 2800 paczek protonowych Każda paczka składa się. z ok. 100 mln protonów 160km/h

Bardziej szczegółowo

Jak działają detektory. Julia Hoffman

Jak działają detektory. Julia Hoffman Jak działają detektory Julia Hoffman wielki Hadronowy zderzacz Wiązka to pociąg ok. 2800 wagonów - paczek protonowych Każdy wagon wiezie ok.100 mln protonów Energia chemiczna: 80 kg TNT lub 16 kg czekolady

Bardziej szczegółowo

Compact Muon Solenoid

Compact Muon Solenoid Compact Muon Solenoid (po co i jak) Piotr Traczyk CERN Compact ATLAS CMS 2 Muon Detektor CMS był projektowany pod kątem optymalnej detekcji mionów Miony stanowią stosunkowo czysty sygnał Pojawiają się

Bardziej szczegółowo

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 25.11.2011

WYKŁAD 8. Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 25.11.2011 Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 8 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 25.11.2011 Współczesne eksperymenty Wprowadzenie Akceleratory Zderzacze Detektory LHC Mapa drogowa Współczesne

Bardziej szczegółowo

Fizyka cząstek elementarnych warsztaty popularnonaukowe

Fizyka cząstek elementarnych warsztaty popularnonaukowe Fizyka cząstek elementarnych warsztaty popularnonaukowe Spotkanie 3 Porównanie modeli rozpraszania do pomiarów na Wielkim Zderzaczu Hadronów LHC i przyszłość fizyki cząstek Rafał Staszewski Maciej Trzebiński

Bardziej szczegółowo

Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS

Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS Poszukiwania bozonu Higgsa w rozpadzie na dwa leptony τ w eksperymencie CMS Artur Kalinowski Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski Warszawa, 7 grudnia 2012 DETEKTOR CMS DETEKTOR CMS Masa całkowita : 14

Bardziej szczegółowo

Wiązki Radioaktywne. wytwarzanie nuklidów dalekich od stabilności. Jan Kurcewicz CERN, PH-SME. 5 września 2013 transparencje: Marek Pfützner

Wiązki Radioaktywne. wytwarzanie nuklidów dalekich od stabilności. Jan Kurcewicz CERN, PH-SME. 5 września 2013 transparencje: Marek Pfützner Wiązki Radioaktywne wytwarzanie nuklidów dalekich od stabilności Jan Kurcewicz CERN, PH-SME 5 września 2013 transparencje: Marek Pfützner Wstęp Nuklidy nietrwałe Przykład: reakcja fuzji Fuzja (synteza,

Bardziej szczegółowo

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5

Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Wszechświat cząstek elementarnych WYKŁAD 5 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW 17.III.2010 Oddziaływania: elektromagnetyczne i grawitacyjne elektromagnetyczne i silne (kolorowe) Biegnące stałe sprzężenia:

Bardziej szczegółowo

Fale materii. gdzie h= 6.6 10-34 J s jest stałą Plancka.

Fale materii. gdzie h= 6.6 10-34 J s jest stałą Plancka. Fale materii 194- Louis de Broglie teoria fal materii, 199- nagroda Nobla Hipoteza de Broglie głosi, że dwoiste korpuskularno falowe zachowanie jest cechą nie tylko promieniowania, lecz również materii.

Bardziej szczegółowo

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2 Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 2 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Jak badamy cząstki elementarne? 2010/11(z) Ewolucja Wszech'swiata czas,energia,temperatura Detekcja cząstek

Bardziej szczegółowo

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan Spis zagadnień Fizyczne podstawy zjawiska NMR Parametry widma NMR Procesy relaksacji jądrowej Metody obrazowania Fizyczne podstawy NMR Proton, neutron,

Bardziej szczegółowo

Korekcja energii dżetów w eksperymencie CMS

Korekcja energii dżetów w eksperymencie CMS Maciej Misiura Wydział Fizyki UW opiekun: dr Artur Kalinowski Wstęp O czym seminarium? Zmierzyliśmy energię dżetu w CMS. Jak ona ma się do energii na poziomie hadronowym? Dlaczego taki temat? Zagadnienie

Bardziej szczegółowo

O egzotycznych nuklidach i ich promieniotwórczości

O egzotycznych nuklidach i ich promieniotwórczości O egzotycznych nuklidach i ich promieniotwórczości Marek Pfützner Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytet Warszawski Tydzień Kultury w VIII LO im. Władysława IV, 13 XII 2005 Instytut Radowy w Paryżu

Bardziej szczegółowo

CZAS ŻYCIA MIONÓW. I. Cel ćwiczenia i metoda pomiarów

CZAS ŻYCIA MIONÓW. I. Cel ćwiczenia i metoda pomiarów K1 CZAS ŻYCIA MIONÓW I. Cel ćwiczenia i metoda pomiarów Celem ćwiczenia jest wyznaczenie czasu życia mionów. Rozpad mionu, tak, jak innych cząstek nietrwałych, jest procesem przypadkowym. W mechanice kwantowej

Bardziej szczegółowo

Badanie czasu życia mionów

Badanie czasu życia mionów Badanie czasu życia mionów Autor: Marcin Pomorski 1. Abstract The goal of this article is to present experiment in which I mesured avarage life-time of mions. The experiment was perfprmed during clases

Bardziej szczegółowo

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32 Spis treści 5 Spis treści Przedmowa do wydania czwartego 11 Przedmowa do wydania trzeciego 13 1. Wiadomości ogólne z metod spektroskopowych 15 1.1. Podstawowe wielkości metod spektroskopowych 15 1.2. Rola

Bardziej szczegółowo

3 Uzyskiwanie danych doświadczalnych

3 Uzyskiwanie danych doświadczalnych 3 Uzyskiwanie danych doświadczalnych Dane doświadczalne są niezbędne, żeby móc udoskonalać i kontrolować kody do obliczeń pól neutronów i wydajności reakcji jądrowych a co jest z tym związane, należy doskonalić

Bardziej szczegółowo

ZASTOSOWANIE LASERÓW W OCHRONIE ŚRODOWISKA

ZASTOSOWANIE LASERÓW W OCHRONIE ŚRODOWISKA ZASTOSOWANIE LASERÓW W OCHRONIE ŚRODOWISKA W tym przypadku lasery pozwalają na prowadzenie kontroli stanu sanitarnego Powietrza, Zbiorników wodnych, Powierzchni i pokrycia terenu. Stosowane rodzaje laserów

Bardziej szczegółowo

Przejścia optyczne w strukturach niskowymiarowych

Przejścia optyczne w strukturach niskowymiarowych Współczynnik absorpcji w układzie dwuwymiarowym można opisać wyrażeniem: E E gdzie i oraz f są energiami stanu początkowego i końcowego elektronu, zapełnienie tych stanów opisane jest funkcją rozkładu

Bardziej szczegółowo

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 13 Temat: Biostymulacja laserowa Istotą biostymulacji laserowej jest napromieniowanie punktów akupunkturowych ciągłym, monochromatycznym

Bardziej szczegółowo

CHARAKTERYSTYKA WIĄZKI GENEROWANEJ PRZEZ LASER

CHARAKTERYSTYKA WIĄZKI GENEROWANEJ PRZEZ LASER CHARATERYSTYA WIĄZI GENEROWANEJ PRZEZ LASER ształt wiązki lasera i jej widmo są rezultatem interferencji promieniowania we wnęce rezonansowej. W wyniku tego procesu powstają charakterystyczne rozkłady

Bardziej szczegółowo

Wybrane zagadnienia fizyki jądrowej i cząstek elementarnych. Seweryn Kowalski

Wybrane zagadnienia fizyki jądrowej i cząstek elementarnych. Seweryn Kowalski Wybrane zagadnienia fizyki jądrowej i cząstek elementarnych Seweryn Kowalski Listopad 2007 Akceleratory Co to jest akcelerator Każde urządzenie zdolne do przyspieszania cząstek, jonów naładowanych do wysokich

Bardziej szczegółowo

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY OZNACZANIE AKTYWNOŚCI, OKRESU PÓŁTRWANIA I MAKSYMALNEJ ENERGII PROMIENIOWANIA

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY OZNACZANIE AKTYWNOŚCI, OKRESU PÓŁTRWANIA I MAKSYMALNEJ ENERGII PROMIENIOWANIA POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY KATEDRA FIZYKOCHEMII I TECHNOLOGII POLIMERÓW OZNACZANIE AKTYWNOŚCI, OKRESU PÓŁTRWANIA I MAKSYMALNEJ ENERGII PROMIENIOWANIA Opiekun ćwiczenia: Jerzy Żak Miejsce ćwiczenia:

Bardziej szczegółowo

Technika świetlna. Przegląd rozwiązań i wymagań dla tablic rejestracyjnych. Dokumentacja zdjęciowa

Technika świetlna. Przegląd rozwiązań i wymagań dla tablic rejestracyjnych. Dokumentacja zdjęciowa Technika świetlna Przegląd rozwiązań i wymagań dla tablic rejestracyjnych. Dokumentacja zdjęciowa Wykonał: Borek Łukasz Tablica rejestracyjna tablica zawierająca unikatowy numer (kombinację liter i cyfr),

Bardziej szczegółowo

Rozmycie pasma spektralnego

Rozmycie pasma spektralnego Rozmycie pasma spektralnego Rozmycie pasma spektralnego Z doświadczenia wiemy, że absorpcja lub emisja promieniowania przez badaną substancję występuje nie tylko przy częstości rezonansowej, tj. częstości

Bardziej szczegółowo

Rozpraszanie elektron-proton

Rozpraszanie elektron-proton Rozpraszanie elektron-proton V Badania struktury atomu - rozpraszanie Rutherforda. Rozpraszanie elastyczne elektronu na punktowym protonie. Rozpraszanie elastyczne elektronu na protonie o skończonych wymiarach.

Bardziej szczegółowo

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział: BMiZ Kierunek: MiBM / KMiU Prowadzący: dr hab. Tomasz Stręk Przygotował: Adrian Norek Plan prezentacji 1. Wprowadzenie 2. Chłodzenie największego na świecie magnesu w CERN

Bardziej szczegółowo

XL OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP I Zadanie doświadczalne

XL OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP I Zadanie doświadczalne XL OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP I Zadanie doświadczalne ZADANIE D2 Nazwa zadania: Światełko na tafli wody Mając do dyspozycji fotodiodę, źródło prądu stałego (4,5V bateryjkę), przewody, mikroamperomierz oraz

Bardziej szczegółowo

Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman

Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman Porównanie Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman Spektroskopia FT-Raman Spektroskopia FT-Raman jest dostępna od 1987 roku. Systemy

Bardziej szczegółowo

LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN

LHC i po co nam On. Piotr Traczyk CERN LHC i po co nam On Piotr Traczyk CERN LHC: po co nam On Piotr Traczyk CERN Detektory przy LHC Planowane są 4(+2) eksperymenty na LHC ATLAS ALICE CMS LHCb 5 Program fizyczny LHC 6 Program fizyczny LHC

Bardziej szczegółowo

Podstawy akceleratorowej spektrometrii mas. Techniki pomiarowe

Podstawy akceleratorowej spektrometrii mas. Techniki pomiarowe Podstawy akceleratorowej spektrometrii mas Techniki pomiarowe Podstawy spektrometrii mas Spektrometria mas jest narzędziem znajdującym szerokie zastosowanie w badaniach fizycznych i chemicznych. Umożliwia

Bardziej szczegółowo

Zjawisko Dopplera w fizyce jądrowej. 3.1 Wstęp. (opracowany na podstawie podręcznika Mayera-Kuckuka [8])

Zjawisko Dopplera w fizyce jądrowej. 3.1 Wstęp. (opracowany na podstawie podręcznika Mayera-Kuckuka [8]) Zjawisko Dopplera w fizyce jądrowej 3.1 Wstęp (opracowany na podstawie podręcznika Mayera-Kuckuka [8]) W fizyce jądrowej, badanie stanów wzbudzonych i przejść między nimi stanowi klucz do zrozumienia skomplikowanej

Bardziej szczegółowo

MICRON3D skaner do zastosowań specjalnych. MICRON3D scanner for special applications

MICRON3D skaner do zastosowań specjalnych. MICRON3D scanner for special applications Mgr inż. Dariusz Jasiński dj@smarttech3d.com SMARTTECH Sp. z o.o. MICRON3D skaner do zastosowań specjalnych W niniejszym artykule zaprezentowany został nowy skaner 3D firmy Smarttech, w którym do pomiaru

Bardziej szczegółowo

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? Tematy opisowe 1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? 2. Omów pomiar potencjału na granicy faz elektroda/roztwór elektrolitu. Podaj przykład, omów skale potencjału i elektrody

Bardziej szczegółowo

Poszukiwania mezonu B s w eksperymencie CMS

Poszukiwania mezonu B s w eksperymencie CMS Uniwersytet Warszawski Wydział Fizyki Piotr Kuszaj Nr albumu: 277903 Poszukiwania mezonu B s w eksperymencie CMS Praca licencjacka na kierunku Fizyka Praca wykonana pod kierunkiem dr. Marcina Koneckiego

Bardziej szczegółowo

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym

Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym Ćwiczenie E6 Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym E6.1. Cel ćwiczenia Na zamkniętą pętlę przewodnika z prądem, umieszczoną w jednorodnym polu magnetycznym, działa skręcający moment

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie Streszczenie Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego jest jedną z technik spektroskopii absorpcyjnej mającej zastosowanie w chemii,

Bardziej szczegółowo

Czy neutrina mogą nam coś powiedzieć na temat asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie?

Czy neutrina mogą nam coś powiedzieć na temat asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie? Czy neutrina mogą nam coś powiedzieć na temat asymetrii między materią i antymaterią we Wszechświecie? Tomasz Wąchała Zakład Neutrin i Ciemnej Materii (NZ16) Seminarium IFJ PAN, Kraków, 05.12.2013 Plan

Bardziej szczegółowo

Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych

Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych Pracownia Molekularne Ciało Stałe Ćw.6. Badanie własności soczewek elektronowych Brygida Mielewska, Tomasz Neumann Zagadnienia do przygotowania: 1. Budowa mikroskopu elektronowego 2. Wytwarzanie wiązki

Bardziej szczegółowo

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita Niezwykłe światło ultrakrótkie impulsy laserowe Laboratorium Procesów Ultraszybkich Zakład Optyki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego Światło Fala elektromagnetyczna Dla światła widzialnego długość

Bardziej szczegółowo

PRACE MAGISTERSKIE PROPONOWANE DO WYKONANIA W ZESPOLE Prof. Pawła Moskala (http://koza.if.uj.edu.pl)

PRACE MAGISTERSKIE PROPONOWANE DO WYKONANIA W ZESPOLE Prof. Pawła Moskala (http://koza.if.uj.edu.pl) PRACE MAGISTERSKIE PROPONOWANE DO WYKONANIA W ZESPOLE Prof. Pawła Moskala () IV) W LABORATORIUM DETEKTORÓW ZAKŁADU FIZYKI JĄDROWEJ UJ PROWADZIMY ZARÓWNO BADANIA PODSTAWOWE JAK I APLIKACYJNE. MAJĄ ONE NA

Bardziej szczegółowo

Struktura protonu. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład V. spin protonu struktura fotonu

Struktura protonu. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład V. spin protonu struktura fotonu Struktura protonu Wykład V równania ewolucji QCD spin protonu struktura fotonu Elementy fizyki czastek elementarnych Funkcja struktury Różniczkowy przekrój czynny na NC DIS elektron proton: d 2 σ dx dq

Bardziej szczegółowo

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie. Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie. TEMATY I ZAKRES TREŚCI NAUCZANIA Fizyka klasa 3 LO Nr programu: DKOS-4015-89/02 Moduł Dział - Temat L. Zjawisko odbicia i załamania światła 1 Prawo odbicia i

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie nr 51 BADANIE WŁASNOŚCI PROMIENIOWANIA GAMMA PRZY POMOCY SPEKTROMETRU SCYNTYLACYJNEGO

Ćwiczenie nr 51 BADANIE WŁASNOŚCI PROMIENIOWANIA GAMMA PRZY POMOCY SPEKTROMETRU SCYNTYLACYJNEGO Politechnika Warszawska Wydział Fizyki Laboratorium Fizyki II p. Piotr Kurek Do użytku wewnętrznego Ćwiczenie nr 51 BADANIE WŁASNOŚCI PROMIENIOWANIA GAMMA PRZY POMOCY SPEKTROMETRU SCYNTYLACYJNEGO I. Podstawy

Bardziej szczegółowo

Przewodnik po wielkich urządzeniach badawczych

Przewodnik po wielkich urządzeniach badawczych Przewodnik po wielkich urządzeniach badawczych 5.07.2013 Grzegorz Wrochna 1 Wielkie urządzenia badawcze Wielkie urządzenia badawcze są dziś niezbędne do badania materii na wszystkich poziomach: od wnętrza

Bardziej szczegółowo

Informacje ogólne. 45 min. test na podstawie wykładu Zaliczenie ćwiczeń na podstawie prezentacji Punkty: test: 60 %, prezentacja: 40 %.

Informacje ogólne. 45 min. test na podstawie wykładu Zaliczenie ćwiczeń na podstawie prezentacji Punkty: test: 60 %, prezentacja: 40 %. Informacje ogólne Wykład 28 h Ćwiczenia 14 Charakter seminaryjny zespołu dwuosobowe ~20 min. prezentacje Lista tematów na stronie Materiały do wykładu na stronie: http://urbaniak.fizyka.pw.edu.pl Zaliczenie:

Bardziej szczegółowo

Sprzęt stosowany w pozytonowej tomografii emisyjnej

Sprzęt stosowany w pozytonowej tomografii emisyjnej Sprzęt stosowany w pozytonowej tomografii emisyjnej Skaner PET-CT stanowi połączony w jedno urządzenie zespół dwóch tomografów, tomografu rentgenowskiego oraz tomografu PET. W artykule przedstawiono opis

Bardziej szczegółowo

MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW

MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW 1. WSTĘP MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW mgr inż. Michał FOLUSIAK Instytut Lotnictwa W artykule przedstawiono wyniki dwu- i trójwymiarowych symulacji numerycznych opływu budynków wykonanych

Bardziej szczegółowo

Wyznaczenie absorpcji promieniowania radioaktywnego.

Wyznaczenie absorpcji promieniowania radioaktywnego. Prof. Henryk Szydłowski BADANIE ROZPADU PROMIENIOTWÓRCZEGO Cel doświadczenia: Wyznaczenie promieniotwórczości tła. Wyznaczenie absorpcji promieniowania radioaktywnego. Przyrządy: Zestaw komputerowy z interfejsem,

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia modulacyjna

Spektroskopia modulacyjna Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,

Bardziej szczegółowo

Nowoczesne metody analizy pierwiastków

Nowoczesne metody analizy pierwiastków Nowoczesne metody analizy pierwiastków Techniki analityczne Chromatograficzne Spektroskopowe Chromatografia jonowa Emisyjne Absorpcyjne Fluoroscencyjne Spektroskopia mas FAES ICP-AES AAS EDAX ICP-MS Prezentowane

Bardziej szczegółowo

KOOF Szczecin: www.of.szc.pl

KOOF Szczecin: www.of.szc.pl Źródło: LI OLIMPIADA FIZYCZNA (1/2). Stopień III, zadanie doświadczalne - D Nazwa zadania: Działy: Słowa kluczowe: Komitet Główny Olimpiady Fizycznej; Andrzej Wysmołek, kierownik ds. zadań dośw. plik;

Bardziej szczegółowo

Rozszerzenie zmysłów poprzez komputer pomiary termiczne, optyczne i elektryczne

Rozszerzenie zmysłów poprzez komputer pomiary termiczne, optyczne i elektryczne Rozszerzenie zmysłów poprzez komputer pomiary termiczne, optyczne i elektryczne Mario Gervasio, Marisa Michelini, Rossana Viola Research Unit in Physics Education, University of Udine, Italy Streszczenie:

Bardziej szczegółowo

KOOF Szczecin: www.of.szc.pl

KOOF Szczecin: www.of.szc.pl 3OF_III_D KOOF Szczecin: www.of.szc.pl XXXII OLIMPIADA FIZYCZNA (198/1983). Stopień III, zadanie doświadczalne D Źródło: Nazwa zadania: Działy: Słowa kluczowe: Komitet Główny Olimpiady Fizycznej; Waldemar

Bardziej szczegółowo

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5)

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5) Wojciech Niwiński 30.03.2004 Bartosz Lassak Wojciech Zatorski gr.7lab Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5) Zadanie laboratoryjne miało na celu zaobserwowanie różnic

Bardziej szczegółowo

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Komora próżniowa

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Komora próżniowa Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Komora próżniowa Zastosowanie: Zaginanie toru cząstki w akceleratorze Materiał: Tlenek glinu FRIALIT F99.7 L = 1350 mm D = 320 mm Produkcja Friatec Na całym świecie

Bardziej szczegółowo

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła Politechnika Gdańska WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Bardziej szczegółowo

Grafen materiał XXI wieku!?

Grafen materiał XXI wieku!? Grafen materiał XXI wieku!? Badania grafenu w aspekcie jego zastosowań w sensoryce i metrologii Tadeusz Pustelny Plan prezentacji: 1. Wybrane właściwości fizyczne grafenu 2. Grafen materiał 21-go wieku?

Bardziej szczegółowo

Lasery budowa, rodzaje, zastosowanie. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Lasery budowa, rodzaje, zastosowanie. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Lasery budowa, rodzaje, zastosowanie Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Budowa i zasada działania lasera Laser (Light Amplification by Stimulated

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ POMIAR OGNISKOWYCH SOCZEWEK CIENKICH 1. Cel dwiczenia Zapoznanie z niektórymi metodami badania ogniskowych soczewek cienkich. 2. Zakres wymaganych zagadnieo: Prawa odbicia

Bardziej szczegółowo

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 8 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE. Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej. LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE Ćwiczenie nr 3 Temat: Wyznaczenie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej.. Wprowadzenie Soczewką nazywamy ciało przezroczyste ograniczone

Bardziej szczegółowo

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk - zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - http://fizyka.dk - zadania fizyka, wzory fizyka, matura fizyka 7. Pole magnetyczne zadania z arkusza I 7.8 7.1 7.9 7.2 7.3 7.10 7.11 7.4 7.12 7.5 7.13 7.6 7.7 7. Pole magnetyczne - 1 - 7.14 7.25 7.15 7.26 7.16 7.17 7.18 7.19 7.20 7.21 7.27 Kwadratową ramkę (rys.)

Bardziej szczegółowo

Piotr Targowski i Bernard Ziętek WYZNACZANIE MACIERZY [ABCD] UKŁADU OPTYCZNEGO

Piotr Targowski i Bernard Ziętek WYZNACZANIE MACIERZY [ABCD] UKŁADU OPTYCZNEGO Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Piotr Targowski i Bernard Ziętek Pracownia Optoelektroniki Specjalność: Fizyka Medyczna WYZNAZANIE MAIERZY [ABD] UKŁADU OPTYZNEGO Zadanie II Zakład Optoelektroniki

Bardziej szczegółowo

LEPTON TAU : jako taki, oraz zastosowania. w niskich i wysokich energiach. Zbigniew Wąs

LEPTON TAU : jako taki, oraz zastosowania. w niskich i wysokich energiach. Zbigniew Wąs LEPTON TAU : jako taki, oraz zastosowania w niskich i wysokich energiach Zbigniew Wąs Podziękowania: A. Kaczmarska, E. Richter-Wąs (Atlas); A. Bożek (Belle); T. Przedziński, P. Golonka (IT); R. Decker,

Bardziej szczegółowo

Analiza danych LHC w poszukiwaniu rezonansów w rozkładzie masy niezmienniczej dwóch mionów.

Analiza danych LHC w poszukiwaniu rezonansów w rozkładzie masy niezmienniczej dwóch mionów. Uniwersytet Warszawski Wydział Fizyki Robert Boniecki Nr albumu: 7683 Analiza danych LHC w poszukiwaniu rezonansów w rozkładzie masy niezmienniczej dwóch mionów. Praca licencjacka na kierunku fizyka Praca

Bardziej szczegółowo

Pomiar dyspersji materiałów za pomocą spektrometru

Pomiar dyspersji materiałów za pomocą spektrometru Ćwiczenie nr 9 Pomiar dyspersji materiałów za pomocą spektrometru I. Zestaw przyrządów 1. Spektrometr 2. Lampy spektralne: helowa i rtęciowa 3. Pryzmaty szklane, których własności mierzymy II. Cel ćwiczenia

Bardziej szczegółowo

Akceleratory elektronów przeznaczone do sterylizacji radiacyjnej. Jerzy Stanikowski

Akceleratory elektronów przeznaczone do sterylizacji radiacyjnej. Jerzy Stanikowski Akceleratory elektronów przeznaczone do sterylizacji radiacyjnej Jerzy Stanikowski Instytut Chemii i Techniki Jadrowej Zakład Chemii i Techniki Radiacyjnej Pracownia Akceleratorów Źródła promieniowania

Bardziej szczegółowo

V OGÓLNOPOLSKI KONKURS Z FIZYKI Fizyka się liczy Eliminacje TEST 27 lutego 2013r.

V OGÓLNOPOLSKI KONKURS Z FIZYKI Fizyka się liczy Eliminacje TEST 27 lutego 2013r. V OGÓLNOPOLSKI KONKURS Z FIZYKI Fizyka się liczy Eliminacje TEST 27 lutego 2013r. 1. Po wirującej płycie gramofonowej idzie wzdłuż promienia mrówka ze stałą prędkością względem płyty. Torem ruchu mrówki

Bardziej szczegółowo

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Jednostka akceleratora cząstek

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Jednostka akceleratora cząstek Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa Jednostka akceleratora cząstek Zastosowanie: Akceleratory wysokiego napięcia Materiał: Tlenek glinu FRIALIT F99.7 Pierścienie miedziane L = 560 mm D = 350 mm Produkcja

Bardziej szczegółowo

Badanie roli pudła rezonansowego za pomocą konsoli pomiarowej CoachLab II

Badanie roli pudła rezonansowego za pomocą konsoli pomiarowej CoachLab II 52 FOTON 99, Zima 27 Badanie roli pudła rezonansowego za pomocą konsoli pomiarowej CoachLab II Bogdan Bogacz Pracownia Technicznych Środków Nauczania Zakład Metodyki Nauczania i Metodologii Fizyki Instytut

Bardziej szczegółowo

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS Zagadnienia teoretyczne. Spektrofotometria jest techniką instrumentalną, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące

Bardziej szczegółowo

Zastosowanie deflektometrii do pomiarów kształtu 3D. Katarzyna Goplańska

Zastosowanie deflektometrii do pomiarów kształtu 3D. Katarzyna Goplańska Zastosowanie deflektometrii do pomiarów kształtu 3D Plan prezentacji Metody pomiaru kształtu Deflektometria Zasada działania Stereo-deflektometria Kalibracja Zalety Zastosowania Przykład Podsumowanie Metody

Bardziej szczegółowo

LABORATORIUM ANALITYCZNEJ MIKROSKOPII ELEKTRONOWEJ (L - 2)

LABORATORIUM ANALITYCZNEJ MIKROSKOPII ELEKTRONOWEJ (L - 2) LABORATORIUM ANALITYCZNEJ MIKROSKOPII ELEKTRONOWEJ (L - 2) Posiadane uprawnienia: ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO NR AB 120 wydany przez Polskie Centrum Akredytacji Wydanie nr 5 z 18 lipca 2007

Bardziej szczegółowo

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp LASER Light Amplification by Stimulation Emission of Radiation Składa się z: 1. ośrodka czynnego. układu pompującego 3.Rezonator optyczny - wnęka rezonansowa Generatory: liniowe

Bardziej szczegółowo

VI. Elementy techniki, lasery

VI. Elementy techniki, lasery Światłowody VI. Elementy techniki, lasery BERNARD ZIĘTEK http://www.fizyka.umk.pl www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet a) Sprzęgacze czołowe 1. Sprzęgacze światłowodowe (czołowe, boczne, stałe, rozłączalne) Złącza,

Bardziej szczegółowo

Prawa optyki geometrycznej

Prawa optyki geometrycznej Optyka Podstawowe pojęcia Światłem nazywamy fale elektromagnetyczne, o długościach, na które reaguje oko ludzkie, tzn. 380-780 nm. O falowych własnościach światła świadczą takie zjawiska, jak ugięcie (dyfrakcja)

Bardziej szczegółowo

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY MODUŁ MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA OPRACOWANE W RAMACH PROJEKTU: FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY WIRTUALNE LABORATORIA FIZYCZNE NOWOCZESNĄ METODĄ NAUCZANIA. PROGRAM NAUCZANIA FIZYKI Z ELEMENTAMI TECHNOLOGII

Bardziej szczegółowo

Po co nam CERN? Po co nam LHC? Piotr Traczyk

Po co nam CERN? Po co nam LHC? Piotr Traczyk Po co nam CERN? Po co nam LHC? Piotr Traczyk Sympozjum IPJ Plan 1)Wstęp Po co nam LHC? 2)Eksperymenty w CERNie w których bierzemy udział COMPASS LHCb ALICE CMS 3)Podsumowanie 2 Po co nam LHC? Po co kopać

Bardziej szczegółowo

Klasyczny efekt Halla

Klasyczny efekt Halla Klasyczny efekt Halla Rysunek pochodzi z artykułu pt. W dwuwymiarowym świecie elektronów, autor: Tadeusz Figielski, Wiedza i Życie, nr 4, 1999 r. Pełny tekst artykułu dostępny na stronie http://archiwum.wiz.pl/1999/99044800.asp

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie nr 71: Dyfrakcja światła na szczelinie pojedynczej i podwójnej

Ćwiczenie nr 71: Dyfrakcja światła na szczelinie pojedynczej i podwójnej Wydział Imię i nazwisko 1. 2. Rok Grupa Zespół PRACOWNIA Temat: Nr ćwiczenia FIZYCZNA WFiIS AGH Data wykonania Data oddania Zwrot do popr. Data oddania Data zaliczenia OCENA Ćwiczenie nr 71: Dyfrakcja

Bardziej szczegółowo

IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni

IR II. 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni IR II 12. Oznaczanie chloroformu w tetrachloroetylenie metodą spektrofotometrii w podczerwieni Promieniowanie podczerwone ma naturę elektromagnetyczną i jego absorpcja przez materię podlega tym samym prawom,

Bardziej szczegółowo

MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego MIKROSKOPIA ELEKTRONOWA Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Tło historyczne Pod koniec XIX wieku stosowanie mikroskopów świetlnych w naukach

Bardziej szczegółowo

Wykorzystanie zjawiska rezonansu magnetycznego w medycynie. Mariusz Grocki

Wykorzystanie zjawiska rezonansu magnetycznego w medycynie. Mariusz Grocki Wykorzystanie zjawiska rezonansu magnetycznego w medycynie. Mariusz Grocki [1] WYŚCIG DO TYTUŁU ODKRYWCY. JĄDRO ATOMU W ZEWNĘTRZNYM POLU MAGNETYCZNYM. Porównanie do pola grawitacyjnego. CZYM JEST ZJAWISKO

Bardziej szczegółowo

Rozwiązanie: Część teoretyczna

Rozwiązanie: Część teoretyczna Zgodnie z prawem Hooke a idealnie sprężysty pręt o długości L i polu przekroju poprzecznego S pod wpływem przyłożonej wzdłuż jego osi siły F zmienia swoją długość o L = L F/(S E), gdzie współczynnik E

Bardziej szczegółowo

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM.

CHEMIA 1. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna ATOM. INSTYTUT MEDICUS Kurs przygotowawczy na studia medyczne kierunek lekarski, stomatologia, farmacja, analityka medyczna tel. 0501 38 39 55 www.medicus.edu.pl CHEMIA 1 ATOM Budowa atomu - jądro, zawierające

Bardziej szczegółowo

Akceleratory do terapii niekonwencjonalnych. Sławomir Wronka

Akceleratory do terapii niekonwencjonalnych. Sławomir Wronka Akceleratory do terapii niekonwencjonalnych Szkoła Fizyki Akceleratorów Medycznych, Świerk 2007 Plan Niekonwencjonalne terapie wiązką e-/x Protony Ciężkie jony Neutrony 2 Tomotherapy 3 CyberKnife 4 Igła

Bardziej szczegółowo

Akrecja przypadek sferyczny

Akrecja przypadek sferyczny Akrecja Akrecja przypadek sferyczny Masa: M Ośrodek: T, ρ Gaz idealny Promień Bondiego r B= Tempo akrecji : M =4 r 2b c s n m H GM C 2s GMm kt R Akrecja Bondiego-Hoyla GM R= 2 v M = 2π R 2 vρ = 2π G 2

Bardziej szczegółowo

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW

Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników. Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW Wszechświat cząstek elementarnych dla przyrodników WYKŁAD 3 Maria Krawczyk, Wydział Fizyki UW sem.zim.2010/11 Masy, czasy życia cząstek elementarnych Kwarki: zapach i kolor Prawa zachowania i liczby kwantowe:

Bardziej szczegółowo

Detektory scyntylacyjne

Detektory scyntylacyjne Detektory scyntylacyjne Scyntylator materiał, który emituje światło (widzialne lub w zakresie bliskim widzialnemu) pod wpływem promieniowania jonizującego (X, γ, α, β, n, p,...). To świecenie jest luminescencją,

Bardziej szczegółowo

Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego

Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego Ćwiczenie 7 Elektronowy mikroskop skaningowy-analogowy w badaniach morfologii powierzchni ciała stałego. Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zapoznanie

Bardziej szczegółowo

Proponowane tematy prac licencjackich dla studentów kierunku Energetyka i chemia jądrowa w roku akademickim 2015/16

Proponowane tematy prac licencjackich dla studentów kierunku Energetyka i chemia jądrowa w roku akademickim 2015/16 Proponowane tematy prac licencjackich dla studentów kierunku Energetyka i chemia jądrowa w roku akademickim 2015/16 1. Badanie defektu wysokości impulsu w detektorach krzemowych zainstalowanych w układzie

Bardziej szczegółowo

Galaktyki aktywne I. (,,galaktyki o aktywnych jądrach'') (,,aktywne jądra galaktyk'') ( active galactic nuclei =AGN)

Galaktyki aktywne I. (,,galaktyki o aktywnych jądrach'') (,,aktywne jądra galaktyk'') ( active galactic nuclei =AGN) Galaktyki aktywne I (,,galaktyki o aktywnych jądrach'') (,,aktywne jądra galaktyk'') ( active galactic nuclei =AGN) System klasyfikacji Hubble a (1936) Galaktyki normalne / zwyczajne -różnoraka morfologia

Bardziej szczegółowo

POMIARY KOMPUTEROWO WSPOMAGANE w WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC)

POMIARY KOMPUTEROWO WSPOMAGANE w WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC) POMIARY KOMPUTEROWO WSPOMAGANE w WIELKIM ZDERZACZU HADRONÓW (LHC) Henryk Szydłowski Wydział Fizyki UAM Umultowska 85, 61-614 Poznań henryksz@amu.edu.pl Streszczenie W pracy omówiono sposoby detekcji cząstek

Bardziej szczegółowo

Rozdział 8. Przykłady eksperymentów

Rozdział 8. Przykłady eksperymentów Rozdział 8 Przykłady eksperymentów 217 Omówimy przykłady, które ilustrują różnorodność badań prowadzonych na separatorach fragmentów, ale także szczególne i wyjątkowe możliwości tej techniki. Nowe (ostatnie?)

Bardziej szczegółowo

Źródła cząstek o wysokich energiach. Promieniowanie kosmiczne. Akceleratory. Ograniczenia na energię maksymalną. Parametry wiązek.

Źródła cząstek o wysokich energiach. Promieniowanie kosmiczne. Akceleratory. Ograniczenia na energię maksymalną. Parametry wiązek. Źródła cząstek o wysokich energiach II Promieniowanie kosmiczne. Akceleratory. Ograniczenia na energię maksymalną. Parametry wiązek. Świetlność LHC 1 Źródła cząstek o wysokich energiach I. PROMIENOWANIE

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 42 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ. Wprowadzenie teoretyczne.

Ćwiczenie 42 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ. Wprowadzenie teoretyczne. Ćwiczenie 4 WYZNACZANIE OGNISKOWEJ SOCZEWKI CIENKIEJ Wprowadzenie teoretyczne. Soczewka jest obiektem izycznym wykonanym z materiału przezroczystego o zadanym kształcie i symetrii obrotowej. Interesować

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 10 Badanie protonowego rezonansu magnetycznego

Ćwiczenie 10 Badanie protonowego rezonansu magnetycznego Laboratorium z Fizyki Materiałów 2010 Ćwiczenie 10 adanie protonowego rezonansu magnetycznego Rys. 1 Układ pomiarowy. 1. Wprowadzenie teoretyczne Jedną z podstawowych własności jądra atomowego jest jego

Bardziej szczegółowo