A identificação de partículas é o processo de usar energia depositada por uma partícula ao passar por um detector de partículas para identificar o tipo de partícula. A identificação de partículas é essencial para muitas análises em detectores de partículas.
Partículas carregadas Partículas carregadas podem ser identificadas por diversas técnicas. A maioria deles se baseia na medição do momento linear da partícula em uma câmara de rastreamento, combinada com a medição da velocidade, para determinar a massa da partícula carregada e, portanto, sua identidade.
Ionização Uma partícula carregada perde energia na matéria por ionização a uma taxa determinada, em parte, por sua velocidade. A perda de energia por unidade de distância é tipicamente chamada de , dada em geral pela fórmula de Bethe-Bloch . A perda de energia é medida em detectores dedicados ou em câmaras de rastreamento projetadas especificamente para isso. A energia perdida em uma fina camada de material está sujeita a grandes flutuações e, portanto, a determinação precisa requer um grande número de medições.
Métodos ΔE–E e ΔE–ΔE–E Os métodos ΔE–E e ΔE–ΔE–E são técnicas experimentais amplamente utilizadas para identificação de partículas . Eles exploram o comportamento ionizante de diferentes partículas para distingui-las. Esses métodos consistem em associar uma série de dois (ΔE–E) ou três (ΔE–ΔE–E) detectores, onde o primeiro detector é fino o suficiente para ser totalmente atravessado pela partícula ionizante a ser identificada .
Conjuntos de detectores como esses são comumente chamados de 'telescópios', e uma configuração comum consiste em usar um ou dois detectores de barreira de superfície de silício (SSBD) seguidos por um detector de cintilação (como CsI(Tl)), onde a energia restante da partícula será totalmente depositada.
Tempo de voo Detectores de tempo de voo determinam a velocidade de partículas carregadas medindo o tempo necessário para que elas viajem do ponto de interação até o detector, ou entre dois detectores. A capacidade de distinguir tipos de partículas diminui à medida que a velocidade da partícula se aproxima de seu valor máximo permitido, a velocidade da luz, sendo, portanto, eficiente apenas para partículas com um pequeno fator de Lorentz .
detectores Cherenkov A radiação Cherenkov é emitida por uma partícula carregada quando ela atravessa um material com uma velocidade maior que , onde é o índice de refração do material. O ângulo dos fótons em relação à direção da partícula carregada depende da velocidade da partícula incidente.
Fótons Os fótons são identificados porque podem depositar energia dentro do volume ativo de um detector. Essa deposição de energia é pontual e pode ocorrer por diferentes mecanismos, como espalhamento Compton, produção de pares ou efeito fotoelétrico .
Elétrons Os elétrons em geral perdem energia muito rapidamente, sendo normalmente detectados através de detectores gasosos.