Qu’est-ce que le calorimètre – Définition

En physique des particules, un calorimètre est un appareil expérimental qui mesure l’énergie qu’une particule perd lors de son passage. Calorimètres électromagnétiques et calorimètres hadroniques. Dosimétrie des rayonnements

En physique des particules, un calorimètre est un appareil expérimental qui mesure l’énergie qu’une particule perd lors de son passage. Les calorimètres sont des blocs de matériau instrumenté dans lesquels les particules à mesurer sont entièrement absorbées et leur énergie transformée en une quantité mesurable. Un signal détecté par un calorimètre est proportionnel à cette énergie déposée. La plupart des particules pénètrent dans le calorimètre et déclenchent une pluie de particules et l’énergie des particules est déposée dans le calorimètre, collectée et mesurée. L’interaction de la particule incidente avec le détecteur peut se faire via une interaction électromagnétique ou via des processus puissants. Par conséquent, les calorimètres peuvent être largement divisés en:

  • Les calorimètres électromagnétiques sont utilisés pour mesurer l’énergie des électrons et des photons lorsqu’ils interagissent (par exemple bremsstrahlung , production de paires ) avec les particules électriquement chargées dans la matière. Une douche électromagnétique commence lorsqu’un électron, un positron ou un photon de haute énergie pénètre dans un matériau. Aux hautes énergies (au-dessus de quelques MeV, en dessous desquelles l’effet photoélectrique et la diffusion Compton sont dominants), les photons interagissent avec la matière principalement via la production de paires – c’est-à-dire qu’ils se convertissent en une paire électron-positron, interagissant avec un noyau atomique ou un électron dans l’ordre pour conserver l’élan.
  • Les calorimètres hadroniques sont utilisés pour mesurer principalement les hadrons à travers leurs interactions fortes et électromagnétiques . De même que pour les douches électromagnétiques, les hadrons peuvent déposer de l’énergie dans la matière à travers une série d’interactions successives. Les processus physiques qui provoquent la propagation d’une douche à hadrons sont considérablement différents de ceux des douches électromagnétiques. Les hadrons sont relativement massifs, et ne peuvent pas rayonner une grande partie de leur énergie à travers la bremsstrahlung, ils perdent leur énergie principalement par de multiples collisions nucléaires.

Les grands calorimètres ont été développés au début des années 1960, en particulier pour être utilisés dans des expériences traitant des rayons cosmiques de haute énergie, et ils sont devenus des outils extrêmement importants pour mesurer les énergies des particules produites par les grands accélérateurs.

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