La identificación de partículas es el proceso de utilizar la información que deja una partícula que pasa a través de un detector de partículas para identificar el tipo de partícula. La identificación de partículas reduce los fondos y mejora las resoluciones de medición, y es esencial para muchos análisis en detectores de partículas. [1]
Las partículas cargadas se han identificado utilizando una variedad de técnicas. Todos los métodos se basan en una medición del impulso en una cámara de seguimiento combinada con una medición de la velocidad para determinar la masa de partículas cargadas y, por lo tanto, su identidad.
Una partícula cargada pierde energía en la materia por ionización a una tasa determinada en parte por su velocidad. La pérdida de energía por unidad de distancia se denomina típicamente dE / dx. La pérdida de energía se mide en detectores dedicados o en cámaras de seguimiento diseñadas para medir también la pérdida de energía. La energía perdida en una capa delgada de material está sujeta a grandes fluctuaciones y, por lo tanto, la determinación precisa de dE / dx requiere una gran cantidad de mediciones. Se excluyen las mediciones individuales en las colas de baja y alta energía.
Los detectores de tiempo de vuelo determinan la velocidad de las partículas cargadas midiendo el tiempo necesario para viajar desde el punto de interacción hasta el detector de tiempo de vuelo, o entre dos detectores. La capacidad de distinguir los tipos de partículas disminuye a medida que la velocidad de las partículas se acerca a su valor máximo permitido, la velocidad de la luz , y por lo tanto es eficiente solo para partículas con un factor de Lorentz pequeño .
La radiación de Cherenkov es emitida por una partícula cargada cuando atraviesa un material con una velocidad mayor que c / n, donde n es el índice de refracción del material. El ángulo de los fotones con respecto a la dirección de la partícula cargada depende de la velocidad. Se han utilizado varias geometrías de detectores Cherenkov.
Los fotones se identifican porque dejan toda su energía en el calorímetro electromagnético de un detector , pero no aparecen en la cámara de seguimiento (ver, por ejemplo, Detector interno ATLAS ) porque son neutrales. Un pión neutro que se descompone dentro del calorímetro EM puede replicar este efecto.