इलेक्ट्रॉनिक प्रतिसंयोग: Difference between revisions
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इलेक्ट्रॉनिक प्रतिसंयोग एक विधि (और इससे जुड़े हार्डवेयर) है जो व्यापक रूप से अवांछित, [[उच्च ऊर्जा भौतिकी]], प्रायोगिक [[कण भौतिकी]], [[गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी]], गामा-किरण खगोल विज्ञान, प्रयोगात्मक [[परमाणु भौतिकी]] और संबंधित क्षेत्रों में पृष्ठभूमि की घटनाओं को दबाने के लिए उपयोग की जाती है। विशिष्ट स्थिति में, | इलेक्ट्रॉनिक प्रतिसंयोग एक विधि (और इससे जुड़े हार्डवेयर) है, जो व्यापक रूप से अवांछित, [[उच्च ऊर्जा भौतिकी]], प्रायोगिक [[कण भौतिकी]], [[गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी]], गामा-किरण खगोल विज्ञान, प्रयोगात्मक [[परमाणु भौतिकी]] और संबंधित क्षेत्रों में पृष्ठभूमि की घटनाओं को दबाने के लिए उपयोग की जाती है। विशिष्ट स्थिति में, उच्च-ऊर्जा संपर्क, या घटना, जिसका अध्ययन करने की इच्छा होती है, घटित होती है और किसी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्टर द्वारा इसका पता लगाया जाता है, जिससे संबंधित [[परमाणु इलेक्ट्रॉनिक्स]] में तीव्र इलेक्ट्रॉनिक पल्स का निर्माण होता है। लेकिन वांछित घटनाओं को अन्य कणों या अन्य प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित अन्य घटनाओं की महत्वपूर्ण संख्या के साथ मिलाया जाता है, जो डिटेक्टर में अप्रभेद्य घटनाओं का निर्माण करते हैं। अवांछित पृष्ठभूमि घटनाओं को रोकने के लिए अधिकांशतः अन्य भौतिक फोटॉन या कण डिटेक्टरों की व्यवस्था करना संभव होता है, जो अनिवार्य रूप से एक साथ पल्स का उत्पादन करते हैं, जिन्हें तीव्रता से इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ अवांछित पृष्ठभूमि को अस्वीकार करने या वीटो करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। | ||
== गामा-रे खगोल विज्ञान == | == गामा-रे खगोल विज्ञान == | ||
एक्स-रे और गामा-रे खगोल विज्ञान के प्रारंभिक प्रयोगकर्ताओं ने पाया कि उनके डिटेक्टर, गुब्बारों या साउंडिंग रॉकेट पर उड़ाए गए, उच्च-ऊर्जा फोटॉन और कॉस्मिक-रे आवेशित-पार्टिकल इवेंट्स के बड़े प्रवाह से दूषित हो गए थे। गामा-किरणें, विशेष रूप से, सीसा या ऐसे अन्य तत्वों से बने भारी परिरक्षण सामग्री के साथ डिटेक्टरों को घेरकर समेटी जा सकती हैं, लेकिन यह शीघ्रता से पता चला कि निकट-अंतरिक्ष वातावरण में उपस्थित बहुत ही मर्मज्ञ उच्च-ऊर्जा विकिरण के उच्च प्रवाह का निर्माण हुआ है। माध्यमिक कणों की बौछारें जिन्हें उचित परिरक्षण द्रव्यमान द्वारा रोका नहीं जा सकता था। इस समस्या को हल करने के लिए, 10 या 100 keV से ऊपर काम करने वाले डिटेक्टरों को अधिकांशतः किसी अन्य डिटेक्टर से बने सक्रिय एंटीकॉइन्सिडेंस शील्ड से घेरा हुआ था, जिसका उपयोग अवांछित पृष्ठभूमि की घटनाओं को अस्वीकार करने के लिए किया जा सकता था।<ref>Laurence E. Peterson, ''Instrumental Technique in X-Ray Astronomy''. Annual Review of Astronomy and Astrophysics '''13''', 423 (1975)</ref> | एक्स-रे और गामा-रे खगोल विज्ञान के प्रारंभिक प्रयोगकर्ताओं ने पाया कि उनके डिटेक्टर, गुब्बारों या साउंडिंग रॉकेट पर उड़ाए गए, उच्च-ऊर्जा फोटॉन और कॉस्मिक-रे आवेशित-पार्टिकल इवेंट्स के बड़े प्रवाह से दूषित हो गए थे। गामा-किरणें, विशेष रूप से, सीसा या ऐसे अन्य तत्वों से बने भारी परिरक्षण सामग्री के साथ डिटेक्टरों को घेरकर समेटी जा सकती हैं, लेकिन यह शीघ्रता से पता चला कि निकट-अंतरिक्ष वातावरण में उपस्थित बहुत ही मर्मज्ञ उच्च-ऊर्जा विकिरण के उच्च प्रवाह का निर्माण हुआ है। माध्यमिक कणों की बौछारें जिन्हें उचित परिरक्षण द्रव्यमान द्वारा रोका नहीं जा सकता था। इस समस्या को हल करने के लिए, 10 या 100 keV से ऊपर काम करने वाले डिटेक्टरों को अधिकांशतः किसी अन्य डिटेक्टर से बने सक्रिय एंटीकॉइन्सिडेंस शील्ड से घेरा हुआ था, जिसका उपयोग अवांछित पृष्ठभूमि की घटनाओं को अस्वीकार करने के लिए किया जा सकता था।<ref>Laurence E. Peterson, ''Instrumental Technique in X-Ray Astronomy''. Annual Review of Astronomy and Astrophysics '''13''', 423 (1975)</ref> | ||
[[File:Detector for Gamma-Ray Astronomy, Frost and Rothe 1962.jpg|thumb|right|0.1 से 3 MeV की ऊर्जा सीमा में गामा-रे खगोल विज्ञान के लिए डिज़ाइन किए गए | [[File:Detector for Gamma-Ray Astronomy, Frost and Rothe 1962.jpg|thumb|right|0.1 से 3 MeV की ऊर्जा सीमा में गामा-रे खगोल विज्ञान के लिए डिज़ाइन किए गए सक्रिय एंटीकॉइन्सिडेंस कोलिमेटेड स्किंटिलेशन स्पेक्ट्रोमीटर का आरेखण।]]1962 में [[केनेथ जॉन फ्रॉस्ट]] द्वारा पहली बार प्रस्तावित ऐसी प्रणाली का प्रारंभिक उदाहरण चित्र में दिखाया गया है। इसमें सीएसआई (टीएल) के एक्स-रे/गामा-रे डिटेक्टर के चारों ओर सक्रिय सीएसआई (टीएल) जगमगाहट शील्ड है, जो अवांछित आवेशित कण घटनाओं को अस्वीकार करने और आवश्यक कोणीय संधान प्रदान करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक प्रतिसंयोग में जुड़े हुए हैं।<ref name = "Detector for Low Energy Gamma-ray Astronomy Experiment"> | ||
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K. J. Frost and E. D. Rothe, ''Detector for Low Energy Gamma-ray Astronomy Experiment,'' Proc. 8th Scintillation Counter Symposium, Washington, DC, 1–3 March 1962. IRE Trans. Nucl. Sci., NS-9, No. 3, pp. 381-385 (1962)</ref> | K. J. Frost and E. D. Rothe, ''Detector for Low Energy Gamma-ray Astronomy Experiment,'' Proc. 8th Scintillation Counter Symposium, Washington, DC, 1–3 March 1962. IRE Trans. Nucl. Sci., NS-9, No. 3, pp. 381-385 (1962)</ref> | ||
प्लास्टिक स्किंटिलेटर का उपयोग अधिकांशतः आवेशित कणों को अस्वीकार करने के लिए किया जाता है, जबकि गैर-ब्रह्मांडीय उत्पत्ति की गामा-किरण घटनाओं का पता लगाने और वीटो करने के लिए मोटा सीएसआई, बिस्मथ जर्मनेट (बीजीओ), या अन्य सक्रिय परिरक्षण सामग्री का उपयोग किया जाता है। अध्ययन के अनुसार ब्रह्मांडीय स्रोत से वांछित गामा किरणों को प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए | प्लास्टिक स्किंटिलेटर का उपयोग अधिकांशतः आवेशित कणों को अस्वीकार करने के लिए किया जाता है, जबकि गैर-ब्रह्मांडीय उत्पत्ति की गामा-किरण घटनाओं का पता लगाने और वीटो करने के लिए मोटा सीएसआई, बिस्मथ जर्मनेट (बीजीओ), या अन्य सक्रिय परिरक्षण सामग्री का उपयोग किया जाता है। अध्ययन के अनुसार ब्रह्मांडीय स्रोत से वांछित गामा किरणों को प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए विशिष्ट विन्यास में एनएआई स्किंटिलेटर लगभग पूरी तरह से मोटी सीएसआई एंटीकॉइन्सिडेंस शील्ड से घिरा हो सकता है। प्लास्टिक स्किंटिलेटर का उपयोग पूरे मोर्चे पर किया जा सकता है, जो गामा किरणों के लिए अत्यधिक पारदर्शी है, लेकिन अंतरिक्ष में उपस्थित कॉस्मिक-रे प्रोटॉन के उच्च प्रवाह को कुशलता से अस्वीकार कर देता है। | ||
== कॉम्पटन दमन == | == कॉम्पटन दमन == | ||
गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी में, कॉम्प्टन सप्रेशन | गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी में, कॉम्प्टन सप्रेशन ऐसी तकनीक है; जो डेटा को रोकने के द्वारा संकेत में संशोधन करती है; जो घटना [[गामा किरण]] द्वारा दूषित हो गई है, जिससे कॉम्प्टन अपनी सारी ऊर्जा एकत्र करने से पहले लक्ष्य से बिखर गया। प्रभाव डेटा में [[ कॉम्पटन किनारा |कॉम्पटन एज]] सुविधा को कम करने के लिए है। | ||
गामा किरण स्पेक्ट्रोस्कोपी में उपयोग किए जाने वाले उच्च विभेदन ठोस अवस्था जर्मेनियम डिटेक्टर बहुत छोटे होते हैं, सामान्यतः केवल कुछ सेंटीमीटर व्यास के होते हैं और मोटाई कुछ सेंटीमीटर से लेकर कुछ मिलीमीटर तक होती है। चूंकि डिटेक्टर इतने छोटे होते हैं, इसलिए यह संभावना है कि गामा किरण अपनी सारी ऊर्जा एकत्र करने से पहले ही कॉम्पटन डिटेक्टर से बाहर बिखर जाती है। इस स्थिति में, डेटा अधिग्रहण प्रणाली द्वारा ऊर्जा पढ़ने में कमी आएगी: डिटेक्टर | गामा किरण स्पेक्ट्रोस्कोपी में उपयोग किए जाने वाले उच्च विभेदन ठोस अवस्था जर्मेनियम डिटेक्टर बहुत छोटे होते हैं, सामान्यतः केवल कुछ सेंटीमीटर व्यास के होते हैं और मोटाई कुछ सेंटीमीटर से लेकर कुछ मिलीमीटर तक होती है। चूंकि डिटेक्टर इतने छोटे होते हैं, इसलिए यह संभावना है कि गामा किरण अपनी सारी ऊर्जा एकत्र करने से पहले ही कॉम्पटन डिटेक्टर से बाहर बिखर जाती है। इस स्थिति में, डेटा अधिग्रहण प्रणाली द्वारा ऊर्जा पढ़ने में कमी आएगी: डिटेक्टर ऊर्जा रिकॉर्ड करता है, जो घटना गामा किरण की ऊर्जा का केवल एक अंश है। | ||
इसका प्रतिकार करने के लिए, बहुमूल्य और छोटे उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले डिटेक्टर बड़े और सस्ते कम रिज़ॉल्यूशन वाले डिटेक्टरों से घिरे होते हैं, सामान्यतः [[सिंटिलेटर]] मुख्य डिटेक्टर और दमन डिटेक्टर एंटी-संयोग में चलाए जाते हैं, जिसका अर्थ है कि यदि वे दोनों | इसका प्रतिकार करने के लिए, बहुमूल्य और छोटे उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले डिटेक्टर बड़े और सस्ते कम रिज़ॉल्यूशन वाले डिटेक्टरों से घिरे होते हैं, सामान्यतः [[सिंटिलेटर]] मुख्य डिटेक्टर और दमन डिटेक्टर एंटी-संयोग में चलाए जाते हैं, जिसका अर्थ है कि यदि वे दोनों गामा किरण का पता लगाते हैं, तो गामा किरण अपनी सारी ऊर्जा एकत्र करने से पहले मुख्य डिटेक्टर से बाहर बिखर जाती है और डेटा को अनदेखा कर दिया जाता है। बहुत बड़े दमन डिटेक्टर में मुख्य डिटेक्टर की तुलना में बहुत अधिक प्रतिरोध शक्ति होती है, और यह अत्यधिक संभावना नहीं है कि गामा किरण बिखर जाएगी जिससे यह दोनों उपकरणों से बच जाए। | ||
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*[http://www.phys.jyu.fi/research/gamma/publications/ptgthesis/node36.html ''Compton Suppression''] | *[http://www.phys.jyu.fi/research/gamma/publications/ptgthesis/node36.html ''Compton Suppression''] | ||
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Latest revision as of 16:01, 29 May 2023
इलेक्ट्रॉनिक प्रतिसंयोग एक विधि (और इससे जुड़े हार्डवेयर) है, जो व्यापक रूप से अवांछित, उच्च ऊर्जा भौतिकी, प्रायोगिक कण भौतिकी, गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी, गामा-किरण खगोल विज्ञान, प्रयोगात्मक परमाणु भौतिकी और संबंधित क्षेत्रों में पृष्ठभूमि की घटनाओं को दबाने के लिए उपयोग की जाती है। विशिष्ट स्थिति में, उच्च-ऊर्जा संपर्क, या घटना, जिसका अध्ययन करने की इच्छा होती है, घटित होती है और किसी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक डिटेक्टर द्वारा इसका पता लगाया जाता है, जिससे संबंधित परमाणु इलेक्ट्रॉनिक्स में तीव्र इलेक्ट्रॉनिक पल्स का निर्माण होता है। लेकिन वांछित घटनाओं को अन्य कणों या अन्य प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित अन्य घटनाओं की महत्वपूर्ण संख्या के साथ मिलाया जाता है, जो डिटेक्टर में अप्रभेद्य घटनाओं का निर्माण करते हैं। अवांछित पृष्ठभूमि घटनाओं को रोकने के लिए अधिकांशतः अन्य भौतिक फोटॉन या कण डिटेक्टरों की व्यवस्था करना संभव होता है, जो अनिवार्य रूप से एक साथ पल्स का उत्पादन करते हैं, जिन्हें तीव्रता से इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ अवांछित पृष्ठभूमि को अस्वीकार करने या वीटो करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।
गामा-रे खगोल विज्ञान
एक्स-रे और गामा-रे खगोल विज्ञान के प्रारंभिक प्रयोगकर्ताओं ने पाया कि उनके डिटेक्टर, गुब्बारों या साउंडिंग रॉकेट पर उड़ाए गए, उच्च-ऊर्जा फोटॉन और कॉस्मिक-रे आवेशित-पार्टिकल इवेंट्स के बड़े प्रवाह से दूषित हो गए थे। गामा-किरणें, विशेष रूप से, सीसा या ऐसे अन्य तत्वों से बने भारी परिरक्षण सामग्री के साथ डिटेक्टरों को घेरकर समेटी जा सकती हैं, लेकिन यह शीघ्रता से पता चला कि निकट-अंतरिक्ष वातावरण में उपस्थित बहुत ही मर्मज्ञ उच्च-ऊर्जा विकिरण के उच्च प्रवाह का निर्माण हुआ है। माध्यमिक कणों की बौछारें जिन्हें उचित परिरक्षण द्रव्यमान द्वारा रोका नहीं जा सकता था। इस समस्या को हल करने के लिए, 10 या 100 keV से ऊपर काम करने वाले डिटेक्टरों को अधिकांशतः किसी अन्य डिटेक्टर से बने सक्रिय एंटीकॉइन्सिडेंस शील्ड से घेरा हुआ था, जिसका उपयोग अवांछित पृष्ठभूमि की घटनाओं को अस्वीकार करने के लिए किया जा सकता था।[1]
1962 में केनेथ जॉन फ्रॉस्ट द्वारा पहली बार प्रस्तावित ऐसी प्रणाली का प्रारंभिक उदाहरण चित्र में दिखाया गया है। इसमें सीएसआई (टीएल) के एक्स-रे/गामा-रे डिटेक्टर के चारों ओर सक्रिय सीएसआई (टीएल) जगमगाहट शील्ड है, जो अवांछित आवेशित कण घटनाओं को अस्वीकार करने और आवश्यक कोणीय संधान प्रदान करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक प्रतिसंयोग में जुड़े हुए हैं।[2]
प्लास्टिक स्किंटिलेटर का उपयोग अधिकांशतः आवेशित कणों को अस्वीकार करने के लिए किया जाता है, जबकि गैर-ब्रह्मांडीय उत्पत्ति की गामा-किरण घटनाओं का पता लगाने और वीटो करने के लिए मोटा सीएसआई, बिस्मथ जर्मनेट (बीजीओ), या अन्य सक्रिय परिरक्षण सामग्री का उपयोग किया जाता है। अध्ययन के अनुसार ब्रह्मांडीय स्रोत से वांछित गामा किरणों को प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए विशिष्ट विन्यास में एनएआई स्किंटिलेटर लगभग पूरी तरह से मोटी सीएसआई एंटीकॉइन्सिडेंस शील्ड से घिरा हो सकता है। प्लास्टिक स्किंटिलेटर का उपयोग पूरे मोर्चे पर किया जा सकता है, जो गामा किरणों के लिए अत्यधिक पारदर्शी है, लेकिन अंतरिक्ष में उपस्थित कॉस्मिक-रे प्रोटॉन के उच्च प्रवाह को कुशलता से अस्वीकार कर देता है।
कॉम्पटन दमन
गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी में, कॉम्प्टन सप्रेशन ऐसी तकनीक है; जो डेटा को रोकने के द्वारा संकेत में संशोधन करती है; जो घटना गामा किरण द्वारा दूषित हो गई है, जिससे कॉम्प्टन अपनी सारी ऊर्जा एकत्र करने से पहले लक्ष्य से बिखर गया। प्रभाव डेटा में कॉम्पटन एज सुविधा को कम करने के लिए है।
गामा किरण स्पेक्ट्रोस्कोपी में उपयोग किए जाने वाले उच्च विभेदन ठोस अवस्था जर्मेनियम डिटेक्टर बहुत छोटे होते हैं, सामान्यतः केवल कुछ सेंटीमीटर व्यास के होते हैं और मोटाई कुछ सेंटीमीटर से लेकर कुछ मिलीमीटर तक होती है। चूंकि डिटेक्टर इतने छोटे होते हैं, इसलिए यह संभावना है कि गामा किरण अपनी सारी ऊर्जा एकत्र करने से पहले ही कॉम्पटन डिटेक्टर से बाहर बिखर जाती है। इस स्थिति में, डेटा अधिग्रहण प्रणाली द्वारा ऊर्जा पढ़ने में कमी आएगी: डिटेक्टर ऊर्जा रिकॉर्ड करता है, जो घटना गामा किरण की ऊर्जा का केवल एक अंश है।
इसका प्रतिकार करने के लिए, बहुमूल्य और छोटे उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले डिटेक्टर बड़े और सस्ते कम रिज़ॉल्यूशन वाले डिटेक्टरों से घिरे होते हैं, सामान्यतः सिंटिलेटर मुख्य डिटेक्टर और दमन डिटेक्टर एंटी-संयोग में चलाए जाते हैं, जिसका अर्थ है कि यदि वे दोनों गामा किरण का पता लगाते हैं, तो गामा किरण अपनी सारी ऊर्जा एकत्र करने से पहले मुख्य डिटेक्टर से बाहर बिखर जाती है और डेटा को अनदेखा कर दिया जाता है। बहुत बड़े दमन डिटेक्टर में मुख्य डिटेक्टर की तुलना में बहुत अधिक प्रतिरोध शक्ति होती है, और यह अत्यधिक संभावना नहीं है कि गामा किरण बिखर जाएगी जिससे यह दोनों उपकरणों से बच जाए।
परमाणु और कण भौतिकी
परमाणु और उच्च-ऊर्जा कण भौतिकी में आधुनिक प्रयोग लगभग अनिवार्य रूप से अवांछित घटनाओं को वीटो करने के लिए तीव्रता से एंटीकॉइन्सिडेंस परिपथ का उपयोग करते हैं।[3][4] वांछित घटनाएं सामान्यतः अवांछित पृष्ठभूमि प्रक्रियाओं के साथ होती हैं, जिन्हें वांछित संकेतों का पता लगाने और अध्ययन करने की अनुमति देने के लिए हजारों से लेकर अरबों तक के भारी कारकों द्वारा दबा दिया जाना चाहिए। इस प्रकार के प्रयोगों के चरम उदाहरण लार्ज हैड्रान कोलाइडर में पाए जा सकते हैं, जहां विशाल एटलस और सीएमएस डिटेक्टरों को बहुत ही दुर्लभ घटनाओं को अलग करने के लिए पृष्ठभूमि की घटनाओं की बड़ी संख्या को बहुत अधिक दरों पर अस्वीकार करना चाहिए।
यह भी देखें
- परमाणु इलेक्ट्रॉनिक्स
- एचईएओ
- एचईएओ 3
- अभिन्न
- उहुरू (उपग्रह)
- गामा-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी
संदर्भ
- ↑ Laurence E. Peterson, Instrumental Technique in X-Ray Astronomy. Annual Review of Astronomy and Astrophysics 13, 423 (1975)
- ↑ [1] K. J. Frost and E. D. Rothe, Detector for Low Energy Gamma-ray Astronomy Experiment, Proc. 8th Scintillation Counter Symposium, Washington, DC, 1–3 March 1962. IRE Trans. Nucl. Sci., NS-9, No. 3, pp. 381-385 (1962)
- ↑ E. Segrè (ed.). Experimental Nuclear Physics, 3 vols. New York: Wiley, 1953-59.
- ↑ E. Segrè. Nuclei and Particles. New York: W. A. Benjamin, 1964 (2nd ed., 1977).
