Cámara de proyección de tiempo
En física , una cámara de proyección de tiempo ( TPC ) es un tipo de detector de partículas que utiliza una combinación de campos eléctricos y campos magnéticos junto con un volumen sensible de gas o líquido para realizar una reconstrucción tridimensional de la trayectoria o interacción de una partícula.
El TPC original fue inventado por David R. Nygren , un físico estadounidense, en el Laboratorio Lawrence Berkeley a fines de la década de 1970. [1] Su primera aplicación importante fue en el detector PEP-4, que estudió colisiones electrón-positrón de 29 GeV en el anillo de almacenamiento de PEP en SLAC .
Una cámara de proyección de tiempo consta de un volumen de detección lleno de gas en un campo eléctrico con un sistema de recolección de electrones sensible a la posición. El diseño original (y el más utilizado) es una cámara cilíndrica con cámaras proporcionales de cables múltiples (MWPC) como placas finales. A lo largo de su longitud, la cámara está dividida en mitades por medio de un disco de electrodo central de alto voltaje , que establece un campo eléctrico entre el centro y las placas de los extremos. Además, a menudo se aplica un campo magnético a lo largo del cilindro, paralelo al campo eléctrico, para minimizar la difusión de los electrones provenientes de la ionización .del gas Al pasar por el gas detector, una partícula producirá ionización primaria a lo largo de su recorrido. La coordenada z (a lo largo del eje del cilindro) se determina midiendo el tiempo de deriva desde el evento de ionización hasta el MWPC al final. Esto se hace utilizando la técnica habitual de una cámara de deriva . El MWPC al final está dispuesto con los cables del ánodo en la dirección azimutal , θ , lo que proporciona información sobre la coordenada radial, r . Para obtener la dirección azimutal, cada plano del cátodo se divide en tiras a lo largo de la dirección radial.
En los últimos años, se han utilizado más ampliamente otros medios de amplificación y detección de electrones sensibles a la posición, especialmente junto con la mayor aplicación de cámaras de proyección de tiempo en física nuclear . Por lo general, estos combinan una placa de ánodo segmentada con solo una rejilla de Frisch [2] o un elemento activo de multiplicación de electrones como un multiplicador de electrones de gas . [3] Estos TPC más nuevos también se apartan de la geometría tradicional de un cilindro con un campo axial a favor de una geometría plana [2] o un cilindro con un campo radial. [3]
Los investigadores anteriores en física de partículas también solían utilizar una geometría en forma de caja más simplificada dispuesta directamente encima o debajo de la línea del haz, como en los experimentos CERN NA49 y NA35 .
En 1977, Carlo Rubbia ideó una cámara de proyección de tiempo de argón líquido , o LArTPC. [4] El LArTPC opera bajo muchos de los mismos principios que el diseño inicial de TPC de Nygren, pero usa argón líquido como medio sensible en lugar de gas.
