Na física de partículas, um calorímetro é um dispositivo experimental que mede a energia que uma partícula perde à medida que passa. Calorímetros são blocos de material instrumentado nos quais as partículas a serem medidas são totalmente absorvidas e sua energia transformada em uma quantidade mensurável. Um sinal detectado por um calorímetro é proporcional à energia depositada. A maioria das partículas entra no calorímetro e inicia um banho de partículas e a energia das partículas é depositada no calorímetro, coletada e medida. A interação da partícula incidente com o detector pode ser via interação eletromagnética ou através de processos fortes. Portanto, os calorímetros podem ser amplamente divididos em:
- Os calorímetros eletromagnéticos são usados para medir a energia de elétrons e fótons à medida que eles interagem (por exemplo , bremsstrahlung , produção de pares ) com as partículas eletricamente carregadas na matéria. Um chuveiro eletromagnético começa quando um elétron, pósitron ou fóton de alta energia entra em um material. Em altas energias (acima de alguns MeV, abaixo dos quais o efeito fotoelétrico e o espalhamento de Compton são dominantes), os fótons interagem com a matéria principalmente via produção de pares – ou seja, eles se convertem em um par elétron-pósitron, interagindo com um núcleo atômico ou elétron para para conservar o momento.
- Os calorímetros hadrônicos são usados para medir principalmente os hádrons através de suas interações fortes e eletromagnéticas . Da mesma forma que nos chuveiros eletromagnéticos, os hádrons podem depositar energia na matéria através de uma série de interações sucessivas. O processo físico que causa a propagação de um chuveiro de hadron é consideravelmente diferente dos processos nos chuveiros eletromagnéticos. Hadrons são relativamente grandes e não podem irradiar muita energia através de bremsstrahlung; eles perdem sua energia principalmente através de múltiplas colisões nucleares.
Os grandes calorímetros foram desenvolvidos no início dos anos 60, especialmente para aplicações em experimentos com raios cósmicos de alta energia, e tornaram-se ferramentas extremamente importantes para medir as energias das partículas produzidas em grandes aceleradores.