Ионизационный калориметр

ИОНИЗАЦИОННЫЙ КАЛОРИМЕТР, прибор для измерения энергии элементарных частиц (адронов, электронов, фотонов), действие которого основано на полном поглощении в толстом слое вещества энергии, как первичной частицы, так и всех частиц, образующихся при её взаимодействии с веществом. Частица с энергией выше 10¹⁰ эВ, взаимодействуя с атомами среды, порождает новые частицы; последующие взаимодействия вторичных частиц приводят к их каскадному размножению - образуется электронно-фотонный или электронно-ядерный ливень. По мере развития ливня энергия дробится среди всё большего числа вторичных частиц и в итоге расходуется на ионизацию и возбуждение атомов. В достаточно толстом слое вещества ливень полностью поглощается, при этом суммарное количество ливневых частиц или оставленных ими в веществе ионов оказывается примерно пропорциональным энергии первичной частицы и может быть измерено с помощью детекторов частиц (ионизационных, черенковских, сцинтилляционных), помещаемых внутрь поглотителя. Иногда поглотителем служат элементы самих детекторов: прозрачные сцинтилляционные кристаллы или радиаторы черенковских счётчиков; в качестве поглотителя также используется атмосфера Земли.

Первый ионизационный калориметр создан в середине 1950-х годов Н. Л. Григоровым, В. С. Мурзиным и И. Д. Рапопортом для исследования космического излучения. Калориметры различных конструкций широко применяются в экспериментальной физике высоких энергий - как в космических лучах, так и на ускорителях, где они входят в сложные комплексы измерительной аппаратуры для определения характеристик вторичных частиц, возникающих при столкновении ультрарелятивистских адронов и ядер.

Лит.: Григоров Н. Л., Мурзин В. С., Рапопорт И. Д. Метод измерения частиц в области выше 10¹¹ eV // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1958. Т. 34. С. 506-507; Murzin V. S. Principles and application of the tonization calorimeter // Progress on Elementary Partides and Cosmic Ray Physics. 1967. Vol. 9. Р. 245-302; Демьянов А. И., Мурзин В. С., Сарычева Л. И. Ядерно-каскадный процесс в плотном веществе. М., 1977.