熱量計（素粒子物理学）

素粒子物理学では、 熱量計は粒子のエネルギーを測定する実験装置です。ほとんどの粒子は熱量計に入り、粒子シャワーを開始し、粒子のエネルギーが熱量計に蓄積され、収集され、測定されます。エネルギーは、粒子シャワーの完全な封じ込めを必要とする全体で測定されるか、サンプリングされます。通常、熱量計は横方向にセグメント化されて、粒子の方向と堆積エネルギーに関する情報を提供し、縦方向のセグメンテーションは、シャワーの形状に基づいて粒子のアイデンティティに関する情報を提供します。熱量測定の設計は、素粒子物理学の研究の活発な分野です。

熱量計の種類

電磁対ハドロン

電磁熱量計は、主に電磁相互作用を介して相互作用する粒子のエネルギーを測定するために特別に設計されたものであり、 ハドロン熱量計は、強い核力を介して相互作用する粒子を測定するために設計されたものです。 （2つの違いについては、粒子シャワーの種類を参照してください。）カロリーメーターの応答は、e / h比で説明できます。これは、熱量計がレプトンまたは光子対ハドロンにどれだけよく反応するかの尺度です。理想的には、比率e / h〜1が必要です。この状態は補償と呼ばれます。

同種対サンプリング

上記のタイプはいずれもサンプリング熱量計として作成できます。この場合、パーティクルシャワーを生成する材料は、堆積エネルギーを測定する材料とは異なります。通常、2つの材料は交互に使用されます。この利点の1つは、各素材がそのタスクに適していることです。たとえば、非常に密度の高い材料を使用して、シャワーによって生成されるエネルギーを測定するのに適していない場合でも、限られたスペースで急速に進化するシャワーを生成できます。欠点は、エネルギーの一部が間違った材料に蓄積され、測定されないことです。したがって、総シャワーエネルギーを推定する必要があります。

均一熱量計は、ボリューム全体が敏感で信号に寄与するものです。

高エネルギー物理実験の熱量計

ほとんどの素粒子物理学実験では、何らかの形の熱量測定が使用されます。ほとんどの実験では、熱量計は中央追跡装置やミューオン検出器などの他のコンポーネントと連携して動作します。すべての検出器コンポーネントは、物理イベントを再構築する目的を達成するために連携して機能します。