Физический энциклопедический словарь - черенковский счётчик

её траекторией. Угол  связан со скоростью ч-цы v и показателем преломления среды га соотношением:

cos=c/vn=1/n, =v/c. (1)

Интенсивность W черенковского излучения на 1 см пути заряж. ч-цы в интервале длин волн от 1 до 2 выражается соотношением:

Здесь Z — заряд ч-цы (в ед. элементарного электрич. заряда). В Ч. с. свет излучается только ч-цами, скорости к-рых v c/n ( 1/n), причём излучение происходит одновременно с прохождением ч-цы под углом  к её траектории. С ростом v (надпороговой) растут угол  и интенсивность излучения. Для предельных скоростей, близких к скорости света 1-1, угол  достигает предельного значения:

мaкс=arccos(1/n). (3)

Осн. элементы Ч. с.: радиатор (в-во, в к-ром v >с/n), оптич. система, фокусирующая свет, и один или неск. фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), преобразующих световой сигнал в электрический (см. рис.). Радиаторы изготавливают из тв., жидких и газообразных в-в.

Они должны быть прозрачны к черенковскому излучению и иметь низкий уровень сцинтилляций, создающих фоновые сигналы. Для регистрации ч-ц, обладающих сравнительно небольшой скоростью, используются органич. стекло (n=1,5), свинцовое стекло (n=1,5) и вода (n=1,33).

Ч. с. широко применяются в экспериментах на ускорителях заряж. ч-ц. С ростом энергии ускорителей и, следовательно, с ростом энергии ч-ц особенно широкое применение получили газовые Ч. с., к-рые могут выделять ч-цы ультрарелятивистских скоростей, для к-рых (1-)<<1. Угол  в газе очень мал (n близко к 1), мала и интенсивность излучения на ед. пути заряж. ч-цы. Чтобы получить вспышку света, достаточную для регистрации, приходится увеличивать длину газовых Ч. с. до 10 м и более. Газовые Ч. с. позволяют плавно менять га изменением давления газа.

Существуют Ч. с. 3 типов: пороговые, дифференциальные и счётчики

полного поглощения. Осн. хар-ками Ч. с. являются эффективность регистрации и разрешающая способность по скорости ч-ц, т. е. способность счётчика разделять две ч-цы, движущиеся с близкими скоростями. Пороговый Ч. с. должен регистрировать все ч-цы со скоростями, большими нек-рой (пороговой). Дифф. Ч. с. регистрируют ч-цы, движущиеся в интервале скоростей от v1 до v2. В традиц. дифф. Ч. с. это достигается выделением оптич. системой света, излучаемого в интервале соответствующих углов от 1 до 2. Линза или сферич. зеркало, помещённое на пути черенковского излучения, фокусирует свет, излучённый под углом О, в кольцо с радиусом R=f, где f &mdash; фокусное расстояние линзы или зеркала. Если в фокусе системы поместить щелевую кольцевую диафрагму, а за диафрагмой один или неск. ФЭУ, то в такой системе свет будет зарегистрирован только для ч-ц, излучающих свет в определённом интервале углов, т. е. имеющих скорости, лежащие в заданном диапазоне. В дифф. Ч. с. с прецизионной оптич. системой можно выделить ч-цы, к-рые по величине  отличаются всего на 10^-6 от др. ч-ц. Такие Ч. с. требуют особого контроля давления газа и формирования параллельного пучка ч-ц. Ч. с. полного поглощения предназначены для регистрации и спектрометрии электронов и -квантов. В отличие от рассмотренных Ч. с., в к-рых частица теряла в радиаторе ничтожно малую долю энергии, Ч. с. полного поглощения содержит блок радиаторов

большой толщины, в котором электрон или -квант образует электронно-фотонную лавину и теряет всю (или большую часть) энергию. Как правило, радиаторы в этом случае изготавливают из стекла с большим содержанием Pb; при толщине 40 см в нём может практически полностью тормозиться электрон с энергией до 10 ГэВ. Кол-во света, излучаемого в Ч. с. полного поглощения, пропорционально энергии первичного электрона или -кванта. Разрешающая способность Ч. с. полного поглощения (по энергии) зависит от энергии ξ ч-цы и для самых чувствительных ФЭУ может быть выражена ф-лой: ξ=(8—12)% ξ, где ξ— энергия электрона в ГэВ.

• Джелли Дж., Черенковское излучение и его применения, пер. с англ., М., 1960; 3 р е л о в В. П., Излучение Вавилова — Черенкова и его применение в физике высоких энергий, т. 1—2, М., 1968.

В. С. Кафтанов.