कैलोरीमीटर (कण भौतिकी)

प्रयोगात्मक कण भौतिकी में, एक कैलोरीमीटर एक प्रकार का डिटेक्टर होता है जो उपपरमाण्विक कण की ऊर्जा को मापता है। कण कैलोरीमीटर में प्रवेश करते हैं और बौछार प्रारंभ करते हैं जिसमें उनकी ऊर्जा कैलोरीमीटर में जमा होती है, एकत्र की जाती है और मापी जाती है। ऊर्जा को इसकी संपूर्णता में मापा जा सकता है, जिसके लिए कण बौछार की कुल रोकथाम की आवश्यकता होती है, या इसका नमूना लिया जा सकता है। सामान्यतः, कैलोरीमीटर को कण या कणों की दिशा के साथ-साथ जमा की गई ऊर्जा के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए आंशिक रूप से खंडित किया जाता है, और अनुदैर्ध्य विभाजन शॉवर के आकार के आधार पर कण की पहचान के बारे में जानकारी प्रदान करता है, जैसा कि यह विकसित होता है। उष्मामिति डिज़ाइन कण भौतिकी में अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र होता है।

कैलोरीमीटर के प्रकार

विद्युतचुंबकीय बनाम हैड्रोनिक

एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक कैलोरीमीटर (ईसीएएल) विशेष रूप से उन कणों की ऊर्जा को मापने के लिए डिज़ाइन किया जाता है जो मुख्य रूप से इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरैक्शन में होता है इसके उदहारण इलेक्ट्रान, पॉजिट्रॉन, और प्रोटॉन होते है। एक हैड्रोनिक कैलोरीमीटर (एचसीएएल) उन कणों को मापने के लिए डिज़ाइन किया जाता है जो मजबूत परमाणु बल के माध्यम से बातचीत करते हैं (दोनों के बीच अंतर के लिए कण वर्षा के प्रकार देखें)। कैलोरीमीटर की विशेषता उनकी सक्रिय सामग्री की विकिरण लंबाई (ईसीएएल के लिए) और परमाणु संपर्क लंबाई (एचसीएएल के लिए) होती है। ईसीएएल 15-30 विकिरण लंबाई तक गहरे होते हैं जबकि एचसीएएल 5-8 विकिरण लंबाई तक गहरे होते हैं।

सजातीय बनाम नमूनाकरण

एक ईसीएएल या एचसीएएल या तो एक नमूना कैलोरीमीटर होता है या एक सजातीय कैलोरीमीटर होता है।

एक नमूना कैलोरीमीटर में, वह सामग्री जो कण बौछार उत्पन्न करती है वह उस सामग्री से भिन्न होती है जो जमा ऊर्जा को मापती है। सामान्यतः दो सामग्रियां वैकल्पिक होती हैं। इसका एक लाभ यह होता है कि प्रत्येक सामग्री अपने कार्य के लिए उपयुक्त होती है; उदाहरण के लिए, एक बहुत सघन सामग्री का उपयोग एक शॉवर का उत्पादन करने के लिए किया जाता है जो एक सीमित स्थान में तेजी से विकसित होता है, भले ही वह सामग्री शॉवर द्वारा जमा की गई ऊर्जा को मापने के लिए अनुपयुक्त होती हो। इसका एक नुकसान यह है कि कुछ ऊर्जा गलत सामग्री में जमा हो जाती है और मापी नहीं जाती है; इस प्रकार कुल शॉवर ऊर्जा को सीधे मापने के अतिरिक्त अनुमान लगाना अधिक उपयुक्त होता है।

एक सजातीय कैलोरीमीटर वह होता है जिसमें संपूर्ण आयतन संवेदनशील होता है और एक संकेत देता है।

उच्च-ऊर्जा भौतिकी प्रयोगों में कैलोरीमीटर

अधिकांश कण डिटेक्टर कैलोरीमेट्री के कुछ रूप का उपयोग करते हैं। अधिकांशतः यह किसी अन्योन्य क्रिया से तटस्थ कणों का पता लगाने और मापने का सबसे व्यावहारिक तरीका होता है। इसके अतिरिक्त, लापता ऊर्जा की गणना के लिए कैलोरीमीटर आवश्यक होता हैं, जो उन कणों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है जो पदार्थ के साथ संभवतः ही कभी बातचीत करते हैं और डिटेक्टर से बच निकलते हैं, जैसे कि न्यूट्रिनो। अधिकांश प्रयोगों में कैलोरीमीटर केंद्रीय ट्रैकर और म्यूऑन डिटेक्टर जैसे अन्य घटकों के साथ मिलकर काम करता है। भौतिकी घटना के पुनर्निर्माण के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए सभी डिटेक्टर घटक एक साथ काम करते हैं।

यह भी देखें

• कैलोरीमीटर (शब्द के अन्य उपयोगों के लिए)
• कुल अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक तकनीक जिसका मुख्य मापने वाला उपकरण कैलोरीमीटर होता है।

बाहरी संबंध

• Calorimeter section of The Particle Detector BriefBook
• Explanation of Calorimeters on Quantumdiaries.org