Detección de luz Cherenkov reflejada internamente

En los detectores de partículas, un detector de detección de luz Cherenkov reflejada internamente (DIRC) mide la velocidad de las partículas cargadas y se utiliza para su identificación . Se trata de un detector Cherenkov de imagen anular en el que la luz Cherenkov , contenida por reflexión interna total dentro del radiador sólido, conserva su información angular hasta que alcanza los sensores de luz en el perímetro del detector.

Una partícula cargada que viaja a través de un material (por ejemplo, sílice fundida ) a una velocidad mayor que c/n (donde n es el índice de refracción y c la velocidad de la luz en el vacío ) emite radiación Cherenkov. Si el ángulo de incidencia de la luz en la superficie es suficientemente pequeño, esta radiación queda confinada en el interior y se transmite mediante reflexiones internas a un volumen de expansión, acoplado a fotomultiplicadores (u otros tipos de detectores de fotones), para medir el ángulo. Para preservar el ángulo, se requiere una sección transversal plana y rectangular precisa del radiador. El conocimiento del ángulo de emisión de la radiación, junto con el ángulo de trayectoria y el momento de la partícula (medido en un detector de seguimiento como una cámara de deriva ), permite calcular la masa de la partícula.

El DIRC fue propuesto inicialmente por Blair Ratcliff como herramienta para la identificación de partículas en una fábrica de mesones B , y su diseño fue utilizado por primera vez por la colaboración BaBar en SLAC . Tras su exitosa operación en el experimento BaBar, se han diseñado detectores DIRC de nueva generación para varios experimentos de física de partículas , como Belle-II , PANDA y GlueX . El DIRC se diferencia de los detectores de luz Cherenkov RICH y CRID anteriores en que las barras de cuarzo utilizadas como radiadores también transmiten la luz.

• Página principal de BaBar DIRC archivada el 27/08/2006 en Wayback Machine .
• Ratcliff, B (2003). "Imágenes de anillos en contadores Cherenkov de imágenes de anillos" (PDF) . Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 502 ( 1): 211– 221. Bibcode : 2003NIMPA.502..211R . doi : 10.1016/S0168-9002(03)00276-6 . OSTI 808694 . 
• C Lu; D Marlow; C Mindas (1996). "Detección de luz Cherenkov reflejada internamente, resultados del prototipo BELLE DIRC". Actas del Segundo Taller Internacional sobre Detectores Cherenkov de Imágenes Anulares . 371 ( 1– 2): 82– 86. Bibcode : 1996NIMPA.371...82L . doi : 10.1016/0168-9002(95)01256-7 .
• P. Coyle; H. Kawahara; A. Lu (1994). "El contador DIRC: un nuevo tipo de dispositivo de identificación de partículas para fábricas B". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment . 343 (1): 292– 299. Bibcode : 1994NIMPA.343..292C . CiteSeerX 10.1.1.382.2452 . doi : 10.1016/0168-9002(94)90568-1 . 
• H. Salazar; E. Moreno; T. Murrieta (2006). "Detección de fotones Cherenkov con fotomultiplicadores multianodo". AIP Conference Proceedings . 857 : 113–120 . Bibcode : 2006AIPC..857..113S . doi : 10.1063/1.2359247 . S2CID 54665079 .