Душ из твердых частиц
-
Ливень в физике элементарных частиц
- Ливень — каскад вторичных частиц, образующихся при взаимодействии высокоэнергетической частицы с плотной материей.
- Входящие частицы взаимодействуют, образуя новые частицы с меньшей энергией, которые также взаимодействуют, и процесс продолжается до образования частиц с низкой энергией.
-
Типы ливней
- Электромагнитные ливни создаются фотонами или электронами, взаимодействующими с веществом через электромагнитную силу.
- Адронные ливни образуются адронами, взаимодействующими через сильное ядерное взаимодействие.
-
Электромагнитные ливни
- Начинаются с высокоэнергетического электрона, позитрона или фотона.
- Фотоны взаимодействуют с веществом, образуя пары и испуская фотоны.
- Длина каскада зависит от длины излучения X0, которая определяет глубину ливня.
- Глубина ливня увеличивается логарифмически с энергией, а поперечное распространение обусловлено многократным рассеянием электронов.
- Средний продольный профиль распределения энергии описывается гамма-распределением.
-
Адронные ливни
- Физические процессы отличаются от электромагнитных ливней.
- Около половины энергии адронов передается вторичным источникам, а оставшаяся часть расходуется на медленные пионы и другие процессы.
- Продольное развитие зависит от длины ядерного взаимодействия, а боковое — нет.
-
Теоретический анализ
- Модель каскадной теории электронных потоков описывается системой интегро-дифференциальных уравнений.
- Вероятности образования частиц и фотонов определяются формулами.
-
Примеры
- Космические лучи вызывают ливни в атмосфере Земли, что используется для наблюдения космических лучей.
- В детекторах частиц используются электромагнитные и адронные калориметры для измерения энергии частиц.
-
Связанные понятия
- Воздушный дождь — каскад ионизированных частиц и электромагнитного излучения в атмосфере.
- Проект создания телескопической решетки, ВОЛШЕБНЫЙ Черенковский телескоп, Высокогорный водный эксперимент Черенкова, Обсерватория Пьера Оже, Экспериментальные калориметры ATLAS, Эксперимент CMS, электромагнитный и адронный калориметры.