Detector

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Como funcionam os detectores  ?

Os detectores são aparelhos ou máquinas cuja finalidade é a de assinalar a presença de uma substância ou de um corpo em determinado meio ambiente. Por outras palavras é um dispositivo que muda de estado na presença de um elemento ou de uma situação para o qual foi especificamente concebido.

O trabalho que os físicos fazem para identificar a partícula que passou pelo detector é equivalente à maneira como alguém que estuda as pegadas deixada na lama. Tamanho, forma, direcção e profundidade da marca deixadas podem revelar o tipo de animal que a provocou. As partículas também deixam traços que a identificam.

Actualmente os detectores da física de partículas são constituídos por várias camadas de sub-detectores, cada um especializado num particular tipo de partículas.

Tipos de sub-detectores

Na física uzam-se principalmente três tipis de sub-detectores :

• Detectores de movimento - detectam e revelam o traço deixado pela partícula
• Calorímetros - param, absorvem e medem a energia da partícula
• Detectores de identificação - identificam o tipo da partícula utilizando várias técnicas

Para ajudar a identificar as partículas, os detectorea normalmente utilizam campos magnéticos que tem a capacidade de encurvar as partículas. A partir da curvatura os físicos podem calcular o momento da partícula e ajudar a identifica-la. Quanto mais forte é o momento menos elas encurvam.

Detectores de movimento

Os detectores de movimento revelam a passagem de partículas electricamente carregas pelo traço que deixam. Efeito idêntico ao de um avião que não se vê pela altura a que voa, mas sabe-se que é um pelo rastro que deixa no céu.

Calorímetros

Os Calorímetros medem a energia deixada por uma partícula que os atravessa. Normalmente é desenhado para parar ou absorver a partícula resultante da colisão, forçando-a a depositar toda a sua energia dentro do detector. Tipicamente, são aparelhos feitos em camadas de material muito denso, tal como o chumbo, e camadas de um elemento activo, como o argão. Os calorímetros electromagnéticos medem a energia de partículas de luz - elétrão e fotão - quando interagem com partículas carregada electricamente dentro da matéria. Hadronic calorimeters sample the energy of hadrons (particles containing quarks, such as protons and neutrons) as they interact with atomic nuclei.

Detectores de identificação

Os Detectores de identificação são de dois tipos:

• Radiacção Cherenkov : a luz emitida quando uma partícula carregada voa a uma velocidade superior à da luz.
• Radiacção de transição : esta radiação é produzida por uma partícula carregada muito rápida quando atravessa a barreira entre dois isoladores eléctricos com diferentes resistências à corrente eléctrica. O fenómeno está ligado com a energia da partícula e distingue diferentes tipos de partículas.

Modelos

Comerciais

• Detector de Bordas de Canny - fotografia
• Detector de fumaça/fumo
• Detector de mentiras ou Polígrafo
• Detector de metais
• Detector de movimento
• Detector de radar (Naxos)

Científicos

Em física são muito utilizados na detecção de partículas em laboratórios como os de SLAC, de Fermilab ou do CERN. Vão de pequenos aparelhos com alguns centímetros a gigantescos aparelhos com centenas de toneladas como os do LHC no CERN.

As câmaras

• Câmara de bolhas
• Câmara de faíscas
• Câmara de ionização
• Câmara proporcional multifios ou Câmara de fios
• Câmara de Wilson ou Câmara de nuvens

Os detectores

• Detector a cintilação
• Detector de neutrinos
• Detector electrónico ou Sensor

Os contadores

• Contador Geiger
• Contador proporcional a gás