Úvodní stránka
Obří detektory
Detektory ionizujícího záření patří k běžně používaným přístrojům nejen ve fyzikálních laboratořích, ale i v dalších oblastech - v průmyslu, zdravotnických zařízeních, archeologickém výzkumu, restaurátorských dílnách aj. V několika světových výzkumných centrech se však používají nebo budují detektory, které svou složitostí, rozměry i finančními náklady patří k nejnáročnějším technickým zařízením.
V roce 1930 předpověděl rakouský fyzik Wolfgang Pauli existenci částic, které měly být elektricky neutrální a měly mít téměř nulovou klidovou hmotnost. Tyto podivné částice dostaly jméno neutrino. Neutrina vznikají např. při přeměnách neutronů v atomových jádrech a jsou obsažena i ve slunečním záření. Jejich detekce je však velmi obtížná, protože prakticky nereagují s ostatními částicemi. Odhaduje se, že během života projde lidským tělem asi 100 000 000 000 000 000 000 000 neutrin (tj. 1023), ale jen jediné z nich je tělem pohlceno!
 První zachycení slunečních neutrin se zdařilo až v roce 1967 v detektoru, zřízeném v opuštěné šachtě v hloubce 1480 m. V nádrži se 630 tunami kapalného tetrachloretylenu (používá se k čištění oděvů v čistírnách) se podařilo zaregistrovat reakci neutrina s jádrem chloru, při které vzniklo jádro atomu argonu a volný elektron.
V roce 1999 byl v Japonsku uveden do provozu první detektor nové generace Kamiokande. Jeho nádrž v hlouce 1700 metrů obsahuje 50 000 tun vody. Ve stěnách nádrže je zabudováno 11 200 velmi citlivých fotonásobičů pro detekci Čerenkovova záření, vznikajícího při interakcích neutrin s obsahem detektoru. Dnes pracuje ve světě několik desítek detektorů neutrin. Výsledky jejich měření slouží nejen jaderným fyzikům, ale i astrofyzikům ke zpřesnění teorií o vývoji vesmíru.
Řez malým detektorem neutrin |
Fotonásobiče ve stěnách detektoru |
Jednou ze součástí nově budovaného urychlovače LHC (Large Hadron Collider) je také obří detektor ALFA, který bude registrovat částice, vzniklé při srážkách vstřícných svazků protonů. Rozměry detektoru jsou skutečně impozantní - jedná se o válec o délce 45 metrů a průměru 22 metrů, jeho hmotnost je asi 7000 tun. V jeho útrobách vznikne asi 1 miliarda srážek za sekundu, při kterých vznikne asi 4.1010 nabitých částic.
Detektor je tvořen několika „slupkami“, z nichž každá má jiný úkol. Vnitřní detektor zaznamenává dráhy částic, dvojice kalorimetrů (hadronový a elektromagnetický) absorbuje většinu částic a měří jejich energii. Silné supravodivé magnety na vnějším obvodu umožňují detekci vysoce energetických částic, které nebyly zaznamenány žádným z kalorimetrů.
Detektor v Brookhavenu |
Schématický řez budovaným detektorem |
Detektor ATLAS, budovaný v Evropském centru pro jaderný výzkum (CERN) je největší fyzikální projekt dosavadní historie. Účastní se ho fyzikové ze 34 zemí, mezi nimi i z České republiky.
|