détecteurs de particules - physique.

« compteur Geiger-Müller.

La méthode par scintillations fut remise à jour en 1947, lorsqu'on put remplacer l'œil par un photomultiplicateur, sorte de cellule photoélectriqueque l'on place derrière le matériau scintillant.

Grâce à ce dispositif, les éclairs de lumière sont transformés en impulsions électriques qui peuvent être amplifiées etenregistrées. Des composés organiques et inorganiques, tels que certains plastiques, le sulfure de zinc, l'iodure de sodium et l'anthracène, sont utilisés comme matériaux scintillants.Certaines substances sont plus sensibles à certains rayonnements que d'autres, ce qui explique l'existence de scintillateurs extrêmement variés.

Le détecteur à scintillationsconstitue le détecteur de particules le plus fiable dans de nombreux domaines de recherche.

Il a remplacé le compteur Geiger-Müller dans la détection des marqueursbiologiques ( voir traceurs isotopiques), ainsi que dans l'étude des minerais radioactifs.

Il est également utilisé dans la recherche des particules élémentaires. 5 AUTRES DÉTECTEURS Certains détecteurs utilisent d'autres types d'interactions de la matière avec les particules élémentaires.

Ainsi, dans les détecteurs semi-conducteurs, les paires électron-trouque les particules élémentaires créent à la jonction d'un semi-conducteur augmentent momentanément la conduction électrique dans la jonction.

Le compteur Tcherenkovutilise l'effet découvert par le physicien soviétique Pavel Tcherenkov en 1934.

Tcherenkov constata qu'une particule émet de la lumière lorsqu'elle traverse un milieu à unevitesse supérieure à celle qu'aurait eu la lumière dans ce milieu (la vitesse de la lumière dans tout milieu transparent est plus faible que la vitesse de la lumière dans levide).

Les compteurs Tcherenkov utilisent comme milieux le verre, le plastique, l'eau ou le gaz carbonique.

Comme dans les détecteurs à scintillations, les éclairs de lumièresont décomptés à l'aide de tubes photomultiplicateurs. Des particules neutres, comme les neutrons ou les neutrinos, ne peuvent pas être mises en évidence par n'importe quel détecteur.

On les détecte indirectement en étudiantles réactions nucléaires qui surviennent lorsque ces particules entrent en collision avec les noyaux de certains atomes.

Ainsi, quand on bombarde des noyaux de borecontenus dans le triflorure de bore avec des neutrons lents, ces derniers produisent des particules alpha facilement détectables.

De la même manière, on étudie lesneutrinos dans d'énormes réservoirs de tétrachlorure de carbone (CCI 4), lorsqu'ils entrent en collision avec des noyaux de chlore, produisant des noyaux d'argon radioactifs. Le réservoir de tétrachlorure de carbone est nettoyé à intervalles réguliers, et on décompte les atomes d'argon ainsi formés, présents en quantités infimes.

Ce type dedétecteur à neutrinos, placé à une grande profondeur sous terre pour le protéger des rayons cosmiques, est couramment utilisé pour mesurer le flux de neutrinos enprovenance du Soleil.

Les détecteurs de neutrinos peuvent également se présenter sous la forme de détecteurs à scintillations.

Dans ce cas, le réservoir est rempli d'unliquide organique. Les détecteurs qu'on utilise aujourd'hui sur les synchrotrons et les collisionneurs sont appelés chambres à projection temporelle.

Ces appareils peuvent calculer lescoordonnées à trois dimensions des trajectoires des particules.

Ils sont en général combinés avec d'autres détecteurs qui complètent les informations.

Ainsi, au Cern(Conseil européen pour la recherche nucléaire) de Genève, il existe des appareils de détection de plusieurs étages, formés de plusieurs types de détecteurs, et disposés selon une structure concentrique ( Voir accélérateur de particules). Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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