추적(입자 물리학)

Tracking (particle physics)

입자 물리학에서 추적은 추적기로 알려진 입자 검출기에서 전하를 띤 입자의 궤적을 재구성하는 과정입니다.이러한 추적기에 들어가는 입자는 적절하게 구성된 부품 및 재료와의 상호작용을 통해 장치를 통과하는 정확한 기록을 남깁니다.트래커의 전체 또는 일부에 보정된 자기장이 존재하면 입자의 알려진(또는 가정된) 전하에 대한 궤적의 재구성된 국소 곡률에서 하전 입자의 국소 운동량을 직접 결정할 수 있습니다.

일반적으로 선로 재구성은 두 단계로 나뉩니다.첫째, 동일한 트랙에서 발생한 것으로 추정되는 검출기 히트 클러스터가 함께 그룹화된 경우 트랙 찾기가 수행되어야 한다.다음으로 트랙 피팅을 실시한다.트랙 피팅은 곡선을 찾은 적중량에 수학적으로 맞추는 절차로, 이 피팅으로부터 운동량을 [1]구합니다.

최신 추적기의 디지털 출력에서 궤적을 식별하고 재구성하는 것은 가장 간단한 경우, 자기장과 흡수/산란 재료가 없는 경우 직선 세그먼트 핏을 통해 달성할 수 있다.자기장의 존재 하에서 운동량을 결정하는 단순한 나선형 모델은 가장 복잡한 [2]경우에 완전한 (예를 들어) Kalman Filter 프로세스를 통해 전체 트랙 전체에 걸쳐 상세한 재구성 국소 모델을 제공하기에 충분할 수 있다.

이러한 궤도 및 운동량의 재구성을 통해 에너지 또는 입자 유형과 같은 입자의 다른 중요한 특성을 측정하는 다른 검출기에 투사할 수 있습니다(칼로미터, 체렌코프 검출기).이러한 재구성된 하전 입자는 B 태그 부착(CDF 또는 LHC 실험) 및 이벤트(ATLAS, BaBar, Belle 및 CMS와 같은 많은 현재 입자 물리학 실험)에서 수행할 수 있는 것처럼 '보이지 않은' 중성 입자는 '보이지 않은' 중성 입자에서 발생하는 2차 붕괴를 식별하고 재구성하는 데 사용할 수 있습니다.

입자 물리학에서는 추적에 많은 장치가 사용되어 왔다.여기에는 시간 투영 챔버(1920–1950), 핵 에멀전 플레이트(1937–), 버블 챔버(1952–),[3] 스파크 챔버(1954-), 다중 와이어 비례 챔버(1968–) 및 드리프트 챔버(1971–)[4]가 포함된다.반도체와 현대식 사진 석판술의 등장으로 실리콘 추적기(1980–)[5]라고도 불리는 솔리드 스테이트 추적기는 예를 들어 LHC와 [6][7]같은 가속기의 1차 상호 작용 지점에 가까운 소형 고정밀 고속 추적기를 필요로 하는 실험에 사용됩니다.

레퍼런스

  1. ^ Strandlie, Are; Frühwirth, Rudolf (2010). "Track and vertex reconstruction: From classical to adaptive methods". Reviews of Modern Physics. 82 (2): 1419–1458. Bibcode:2010RvMP...82.1419S. doi:10.1103/RevModPhys.82.1419.
  2. ^ Frühwirth, R. (1987). "Application of Kalman filtering to track and vertex fitting". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 262 (2–3): 444–450. Bibcode:1987NIMPA.262..444F. doi:10.1016/0168-9002(87)90887-4.
  3. ^ Pincard, Anne (21 July 2006). "Front Seat to History: Summer Lecture Series Kicks Off". Retrieved 19 August 2016.
  4. ^ Blum, W.; Riegler, W.; Rolandi, L. (2008). Particle Detection with Drift Chambers (PDF) (2nd ed.). Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-76683-4.
  5. ^ Turala, M. (2005). "Silicon tracking detectors — historical overview" (PDF). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 541 (1–2): 1–14. Bibcode:2005NIMPA.541....1T. doi:10.1016/j.nima.2005.01.032.
  6. ^ "The CMS Tracker Detector".
  7. ^ "The LHCb Vertex Detector".


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