关于高能粒子探测器

既然我们只要知道高能粒子的能量和时间, 那么是不是用一个简单的测力器就可以了. 只不过这个东东要非常灵敏.

基本想法是弄一块板子, 下面安个测力器. 当来一个粒子撞到板子上, 测力器记下强度, 加上时间. 差不多就可以了.

首先来看看可行性:
假设要探测一颗1GeV的光子, 它的冲量是:
1GeV*1.6E-12erg/GeV*1e-7J/erg/(3e8m/s) ~ 5e-28 J*s/m
假设仪器的反应时间是1\mu s, 用 F t=P, 得相当于受力为
F ~ 5e-28 J*s/m / 1e-6 s ~ 5e-23 J/m ~ 5e-23N.

目前最灵敏的称(http://www.fssti.gov.cn/kjj/kjdt/dtw337.htm)可以称出1e-21克, 相当于 1e-21 g * 10^-3 kg/g * 10 N/kg ~ 1e-23 N.
基本上, 勉强可以用来测1GeV的粒子了. 不过如果是TeV的就更容易测一点啦.


再看看具体一点的:
要能拦截这个光子, 板子得比较密比较厚, 这可能要求东西比较重.

但是如果太重的话, 对一个粒子的冲量相应可能很小, 这可以通过弄多个柱子, 每个柱子的质量就相对小一些了.

还要探测方向, 于是不只在柱子底部放称, 侧面也放称, 通过底部和侧面的力的大小比较得到方向.



不过貌似不能分辨是光子还是其他粒子. 但这个估计是可以解决的, 比如不同的东东光深不同(或者叫和材料的作用截面不同).

验证广义相对论的GPB卫星, 要放一个完全走测地线的陀螺, 就用到了激光定位的. 我估计这里也可以用的上这个.