Hoofdstuk 16 kern- en deeltjesprocessen
16.1 subatomaire deeltjes detecteren
Subatomair deeltjes zijn alle deeltjes kleiner dan een atoom.
elementaire deeltjes zijn niet verder opgebouwd uit andere deeltjes (bètadeeltje, elektron). Een
alfadeeltje is samengesteld en dus niet elementair.
om te weten wat de eigenschappen zijn van deeltjes moet je ze kunnen detecteren en identificeren.
Gelukkig verraden deeltjes zich doordat ze met andere deeltjes wisselwerken. Ze oefenen krachten
op elkaar uit en wisselen energie uit. Uit de manier waarop ze wisselwerken kun je de eigenschappen
achterhalen.
geladen deeltjes laten in verschillende materialen sporen achter doordat ze atomen of moleculen
ioniseren. Dit kun je zien in een bellevat. In een bellenvat bevindt zich een vloeistof die bijna aan de
kook is en bij een kleine verstoring lokaal gaat koken.
Er ontstaat een spoor van belletjes die de
aanwezigheid van een deeltje verraden. Door het
bellenvat in een sterk magneetveld te plaatsen
veranderen geladen deeltjes van richting en kun je hun
snelheid en lading bepalen.
Er kunnen positron en een elektron ontstaan. Het
positron is een antideeltje van een elektron. De massa
is hetzelfde maar de lading is tegengesteld. De creatie
van een elektron-positronpaar wordt paarproductie
genoemd en s mogelijk door de wisselwerking van een foton met de kern van een atoom. Ten
gevolge van het magneetveld gaat het positron naar links en het elektron naar recht. Uit de
linkerhandregel en het feit dat het magneetveld het papier in gericht is, volgt dat de positieve
deeltjes door de lorentzkracht linksom afbuigen en de negatieve deeltjes rechtsom.
In moderne detectoren worden calorimeters gebruikt. Deze absorberen zo goed mogelijk alle energie
van het deeltje. Als je de energie en de massa weet kun je zo de snelheid berekenen.
Andere deeltjes zonder lading kunnen niet wisselwerken via elektromagnetische krachten. Sommige
ongeladen deeltjes zijn instabiel en verraden zich doordat ze in geladen deeltjes vervallen. Om de
eigenschappen van stabiele ongeladen deeltjes te onderzoeken, kun je ze laten botsen op
atoomkernen. Hierbij ontstaan deeltjes die je wel kunt detecteren.
Een dradenkamer is een met gas gevulde ruimte met daarin een groot aantal parallelle draden tussen
twee geleidende platen. De draden zijn positief geladen (anode) en de platen negatief (kathode).
Wanneer een deeltje een ionisatie veroorzaakt in het gas, worden de vrijgemaakte elektronen
aangetrokken door de draden. Hierdoor versnellen ze en ioniseren ook andere gasatomen. Het
gevolg is een lawine van elektronen die je kunt meten
als een stroompuls bij een bepaalde draad. Uit het
signaal is af te leiden waar het eerste deeltje
binnenkwam en wat zijn energie was. Meerdere lagen
maken het mogelijk de baan van het inkomende
deeltje te reconstrueren. De stroompulsen worden
automatisch uitgelezen en door een computer
geanalyseerd.
16.1 subatomaire deeltjes detecteren
Subatomair deeltjes zijn alle deeltjes kleiner dan een atoom.
elementaire deeltjes zijn niet verder opgebouwd uit andere deeltjes (bètadeeltje, elektron). Een
alfadeeltje is samengesteld en dus niet elementair.
om te weten wat de eigenschappen zijn van deeltjes moet je ze kunnen detecteren en identificeren.
Gelukkig verraden deeltjes zich doordat ze met andere deeltjes wisselwerken. Ze oefenen krachten
op elkaar uit en wisselen energie uit. Uit de manier waarop ze wisselwerken kun je de eigenschappen
achterhalen.
geladen deeltjes laten in verschillende materialen sporen achter doordat ze atomen of moleculen
ioniseren. Dit kun je zien in een bellevat. In een bellenvat bevindt zich een vloeistof die bijna aan de
kook is en bij een kleine verstoring lokaal gaat koken.
Er ontstaat een spoor van belletjes die de
aanwezigheid van een deeltje verraden. Door het
bellenvat in een sterk magneetveld te plaatsen
veranderen geladen deeltjes van richting en kun je hun
snelheid en lading bepalen.
Er kunnen positron en een elektron ontstaan. Het
positron is een antideeltje van een elektron. De massa
is hetzelfde maar de lading is tegengesteld. De creatie
van een elektron-positronpaar wordt paarproductie
genoemd en s mogelijk door de wisselwerking van een foton met de kern van een atoom. Ten
gevolge van het magneetveld gaat het positron naar links en het elektron naar recht. Uit de
linkerhandregel en het feit dat het magneetveld het papier in gericht is, volgt dat de positieve
deeltjes door de lorentzkracht linksom afbuigen en de negatieve deeltjes rechtsom.
In moderne detectoren worden calorimeters gebruikt. Deze absorberen zo goed mogelijk alle energie
van het deeltje. Als je de energie en de massa weet kun je zo de snelheid berekenen.
Andere deeltjes zonder lading kunnen niet wisselwerken via elektromagnetische krachten. Sommige
ongeladen deeltjes zijn instabiel en verraden zich doordat ze in geladen deeltjes vervallen. Om de
eigenschappen van stabiele ongeladen deeltjes te onderzoeken, kun je ze laten botsen op
atoomkernen. Hierbij ontstaan deeltjes die je wel kunt detecteren.
Een dradenkamer is een met gas gevulde ruimte met daarin een groot aantal parallelle draden tussen
twee geleidende platen. De draden zijn positief geladen (anode) en de platen negatief (kathode).
Wanneer een deeltje een ionisatie veroorzaakt in het gas, worden de vrijgemaakte elektronen
aangetrokken door de draden. Hierdoor versnellen ze en ioniseren ook andere gasatomen. Het
gevolg is een lawine van elektronen die je kunt meten
als een stroompuls bij een bepaalde draad. Uit het
signaal is af te leiden waar het eerste deeltje
binnenkwam en wat zijn energie was. Meerdere lagen
maken het mogelijk de baan van het inkomende
deeltje te reconstrueren. De stroompulsen worden
automatisch uitgelezen en door een computer
geanalyseerd.
