1. Radiacin CherenkovCarlos Perales 2 de Grado de Fsica (UCO)
Curso 2012/2013 2. ndice del trabajo Introduccin histrica y
motivacinFundamento fsicoDetectores y aplicaciones Funcionamiento
de los detectoresCampos de la aplicacin de la radiacin Cherenkov 3.
Motivacin Es visible Es una radiacin electromagntica particular, en
una banda pequea de longitud de onda Fcil de particularizar Se
requiere especialesunaserieAplicaciones astrofsicasdecondiciones 4.
Introduccin histrica Oliver Heaviside en 1889 propuso un cono de
radiacin para partculas superlumnicas Pavel A. Cherenkov estudi la
luminosidad azul en botellas de agua en 1934 I. Tamn e I. Frank
definieron matemticamente la radiacin en 1937. Estos ltimos tres
cientficos recibieron un premio nobel en 1958 5. Fundamentos fsicos
v 1 = ; cos c = c nLa radiacin se emite al atravesar un dielctrico
El ngulo depende de la velocidad y del ndice de refraccin 350-500
nm 6. Fundamentos fsicos Frmula de Tamm y FrankDescribe las
caractersticas de la radiacindE h 2 2 =Z1 L sin c d 2c Velocidad
umbral1 T t =mc (1/2) 1 (1 2 ) n 2Prdida de energa por longituddE 1
=1370(1 )[ eV /cm] 2 dx (n)dN 1 =475(1 )[ fotones /cm] 2 dx
(n)Fotones emitidos 7. Tipos de detectores Lquidos centelleadores
(orgnicos e inorgnicos) Lquidos centelleadoresSemiconductores- Los
orgnicos se usan para muestras biolgicas - Si el radiador es agua,
el tiempo del experimento es corto - El problema del quenching 8.
Tipos de detectores: Semiconductores Detector umbral - Basado en el
principio de energa umbral - Muy sencillo y barato de construir -
Si es un gas, variando la presin cambiamos el ndice de refraccin 9.
Tipos de detectores: Semiconductores Detector diferencial - Visin
estereoscpica - Filtra las velocidades - Dos receptores 10. Tipos
de detectores: Semiconductores Detectores DIRC (Detection of
Internally Reflected Cherenkov light) - Direccin de la partcula
-Conocida esta, momento y carga 11. Tipos de detectores:
Semiconductores Detectores RICH (Ring Image CHerenkov) - Estudio
del ngulo, que da informacin del momento y la carga - Son los ms
avanzados, y los que se utilizan en la mayora de aceleradores de
partculas - Principalmente, hay de dos tipos: 12. Aplicaciones
Fsica de altas energasCentrales nuclearesAnlisis de
biolgicasradiacinAstrofsica Rayos gammaRayos csmicosbetaenmuestras
13. ASTROFSICA Rayos csmicosLas cascadas de partculas (air shower)
de los rayos csmicos son ms irregulares que las de los rayos
gammaRayos gamma 14. ASTROFSICA Rayos GammaBremmsstrahlungProduccin
electrn-positrnAniquiliacin materia-antimateriaGeneracin de rayos
Gamma cada vez menos energticosEfecto ComptonEfecto Cherenkov 15.
ASTROFSICA Rayos csmicos 16. ASTROFSICA Telescopio CANGAROO III
(Woomera, Sur de Australia)Visin estereoscpicaTelescopio MAGIC (La
Palma) 17. CONCLUSIONES Es producida por la materia al ser
atravesada por partculas relativistas Tiene un rango de longitudes
estrecho (350500 nm) Se emiten pocos fotones Tiene gran aplicacin
en el estudio de rayos csmicos y la astrofsica en general
(tormentas solares, plsares, agujeros negros...) 18. GRACIAS POR SU
ATENCIN 19. Bibliografa [1] The origin of Cherenkov radiation.
Charles R. Grhun, William Ogle. 1960 [2] Fsica atmica y de
partculas. Antonio Ferrer Soria. Universitat de Valncia. 2006 [3]
AMS-RICH Detector,
https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AMS/RICH_doc. F. Giovacchini.
octubre 2011 [4] The Use of Cerenkov Radiation in the Mesurement of
-Emitting Radionuclides. R. H. Elric , R. P. Parker. 1967 [5] J.
Beringer et al. (Particle Data Group), Phys. Rev. D 86, 010001
(2012) [6] See the RICH Workshop series: Nucl. Instrum. Methods
A343, 1 (1993); Nucl. Instrum. Methods A371, 1 (1996); Nucl.
Instrum. Methods A433, 1 (1999); Nucl. Instrum. Methods A502, 1
(2003); Nucl. Instrum. Methods A553, 1 (2005); Nucl. Instrum.
Methods A595, 1 (2008). [7] Status of an Atmospheric Cherenkov
Imaging Camera for the CANGAROOIII Experiment and Perspective of
the Field. Kenichi Tsuchiya, ICRR, University of Tokyo, 5-1-5
Kashiwanoha, Kashiwashi, Chiba, 277-8582, Japan [8] Imaging
Atmospheric Cherenkov Telecope. Ryoji Enomoto ICRR, Univ. of Tokyo,
5-1-5 Kashiwano-ha, Chiba 277-8582, Japan [9] Rao, M. (1998),
Extensive Air Showers. World Scientific, p. 10, ISBN 9789810228880
[10] Performance of the MAGIC telescopes in stereoscopic mode. P.
Colin, D. Borla Tridon, E. Carmona, F. De Sabata, M. Gaug, S.
Lombardi, P. Majumdar, A. Moralejo, V. Scalzotto, J. Sitarek. 6
Jule 2009 (arXiv:0907.0960) [11] Rao, M. (1998), Extensive Air
Showers, World Scientific, p. 10
