En física de partículas , el rastreo es el proceso de reconstruir la trayectoria (o pista ) de partículas cargadas eléctricamente en un detector de partículas conocido como rastreador . Las partículas que entran en dicho rastreador dejan un registro preciso de su paso a través del dispositivo, mediante la interacción con componentes y materiales adecuadamente construidos. La presencia de un campo magnético calibrado , en todo o en parte del rastreador, permite que el momento local de la partícula cargada se determine directamente a partir de la curvatura local reconstruida de la trayectoria para la carga eléctrica conocida (o supuesta) de la partícula.
Generalmente, la reconstrucción de vías se divide en dos etapas. En primer lugar, la búsqueda de pistas debe realizarse cuando se agrupan un grupo de impactos de detector que se cree que se originan en la misma pista. En segundo lugar, se realiza un ajuste de pista. El ajuste de la pista es el procedimiento de ajustar matemáticamente una curva a los golpes encontrados y, a partir de este ajuste, se obtiene el impulso. [1]
La identificación y reconstrucción de trayectorias a partir de la salida digitalizada de un rastreador moderno puede, en los casos más simples, en ausencia de un campo magnético y material de absorción / dispersión, lograrse mediante ajustes de segmento en línea recta. Un modelo helicoidal simple, para determinar la cantidad de movimiento en presencia de un campo magnético, podría ser suficiente en casos menos simples, hasta un proceso completo (por ejemplo) de Filtro de Kalman , para proporcionar un modelo local reconstruido detallado a lo largo de la pista completa en la forma más compleja. casos. [2]
Esta reconstrucción de la trayectoria más el momento permite la proyección hacia / a través de otros detectores, que miden otras propiedades importantes de la partícula como la energía o el tipo de partícula ( Calorímetro , Detector Cherenkov ). Estas partículas cargadas reconstruidas se pueden usar para identificar y reconstruir desintegraciones secundarias , incluidas las que surgen de partículas neutrales 'invisibles', como se puede hacer para el etiquetado B (en experimentos como CDF o en el LHC ) y para reconstruir completamente eventos (como en muchos experimentos actuales de física de partículas, como ATLAS , BaBar , Belle y CMS ).
En física de partículas se han utilizado muchos dispositivos para rastrear. Estos incluyen cámaras de nubes (1920-1950), placas de emulsión nuclear (1937–), cámaras de burbujas (1952–), [3] cámaras de chispas (1954-), cámaras proporcionales de múltiples cables (1968–) y cámaras de deriva (1971–). , [4] incluidas las cámaras de proyección de tiempo (1974–). Con el advenimiento de los semiconductores más la fotolitografía moderna , los rastreadores de estado sólido, también llamados rastreadores de silicio (1980–), [5] se utilizan en experimentos que requieren un rastreo compacto, de alta precisión y de lectura rápida; por ejemplo, cerca del punto de interacción principal en un colisionador como el LHC . [6] [7]
Referencias
- ^ Strandlie, son; Frühwirth, Rudolf (2010). "Reconstrucción de pistas y vértices: de métodos clásicos a adaptativos". Reseñas de Física Moderna . 82 (2): 1419–1458. Código Bibliográfico : 2010RvMP ... 82.1419S . doi : 10.1103 / RevModPhys.82.1419 .
- ^ Frühwirth, R. (1987). "Aplicación de filtrado de Kalman para seguimiento y ajuste de vértices". Instrumentos y métodos nucleares en la Investigación Física Sección A . 262 (2–3): 444–450. Código Bibliográfico : 1987NIMPA.262..444F . doi : 10.1016 / 0168-9002 (87) 90887-4 .
- ^ Pincard, Anne (21 de julio de 2006). "Asiento delantero a la historia: comienza la serie de conferencias de verano" . Consultado el 19 de agosto de 2016 .
- ^ Blum, W .; Riegler, W .; Rolandi, L. (2008). Detección de partículas con cámaras de deriva (PDF) (2ª ed.). Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-76683-4.
- ^ Turala, M. (2005). "Detectores de seguimiento de silicio - descripción histórica" (PDF) . Instrumentos y métodos nucleares en Física Investigación Una . 541 (1–2): 1–14. Código bibliográfico : 2005NIMPA.541 .... 1T . doi : 10.1016 / j.nima.2005.01.032 .
- ^ "El CMS Tracker Detector" .
- ^ "El detector de vértices LHCb" .