高能粒子探測器

探測高能 (109電子伏以上能量)粒子的器件或裝置，其原理基於粒子與物質的相互作用。高能粒子探測器通常分為計數器和徑跡室兩類。

計數器 記錄、分析粒子在其中產生的電脈衝信息，在高能實驗中常見的有多絲室、漂移室、閃爍計數器、契倫科夫計數器、穿越輻射計數器、電磁量能器和強子量能器等。

多絲室和漂移室 多絲室內有許多電位絲和信號絲，充入氣體，工作原理與正比計數管相似，可以給出粒子的位置、dE/dx等信息，有較好的位置分辨力。漂移室採用測量電子漂移到信號絲的時間來定位的方法，因而大大減少了絲和電子學線路的數目，並提高了位置分辨力（可達數十微米）。漂移室根據結構和性能特點分為多絲漂移室、均勻電場漂移室和可調電場漂移室三類。新出現的噴注室和時間投影室，在高能粒子物理實驗中也有較大的作用。新型的多步雪崩室、時間擴展室和自猝滅流光室等，也受到了很大的注意。

閃爍計數器 常用的是塑料閃爍計數器和液體閃爍計數器。其特點是易於製成大面積，對帶電粒子探測效率接近百分之百，允許計數率高，時間解析度很好，便於測量飛行時間。大面積塑料閃爍計數器的時間分辨力已達到0.2納秒。

契倫科夫計數器 帶電粒子在透明介質中運動，當其速度超過光在該介質中的傳輸速度時，就會產生微弱的可見光──契倫科夫輻射光。它的輻射角與粒子速度有關，因而提供了一種測量帶電粒子速度的方法。工作介質可以是固體、液體或氣體。它按結構和工作方式可分為閾式、微分式和光學校正式三類。后兩種有較高的速度分辨本領。契倫科夫計數器常用於鑒別動量相同而質量各異的粒子。

穿越輻射計數器 高速帶電粒子穿過兩種介質的界面會產生穿越輻射，其輻射能量與粒子能量成正比。在粒子速度極高，十分接近光速時，用飛行時間和契倫科夫計數器都無法通過分辨速度來鑒別粒子，而穿越輻射計數器提供了鑒別該能區高能粒子的新方法。

電磁量能器 高能電子或γ光子在介質中會產生電磁簇射，其次級粒子總能量損失與入射粒子總能量成正比。因此，一旦收集到總能量損失即可確定粒子的總能量。電磁量能器分為全吸收型如碘化鈉（鉈）、鍺酸鉍、鉛玻璃等和取樣型兩種。後者由取樣計數器與鉛板交迭而成。取樣計數器可以是液氬電離室、塑料閃爍計數器和多絲室。

強子量能器 高能強子在介質中會產生強子簇射。收集到總電離電荷即可確定強子總能量，通常採用閃爍計數器或多絲室與鐵（鈾）板交迭而成。

徑跡室 用於記錄、分析粒子產生的徑跡圖像。常見的有火花室、流光室、雲室和泡室。

火花室和流光室 它們都是充氣室，並需要較高的電壓。離子在強電場中運動產生“雪崩”。“雪崩”發展過程中先產生流光，后產生火花。形成流光的時間很短（10納秒左右）,因此流光室具有較好的時間特性，它和火花室都具有較好的空間分辨力（約 200微米）。它們除能照相顯示粒子徑跡外，還能記錄電脈衝信號。小間隙平面火花室可獲得幾十皮秒的時間分辨力。

雲室和泡室 入射粒子沿徑跡產生的離子集團，在過飽和蒸汽中形成冷凝中心，結成液滴（雲室）；在過熱液體中形成汽化中心，變成氣泡(泡室)。這兩種徑跡室都採用照相記錄方式。泡室有較好的位置分辨力（最高達幾微米，與計數器聯用作為頂點探測器，可測量短壽命粒子，快循環泡室則能提高事例記錄效率。