
実験素粒子物理学において、カロリメーターは粒子のエネルギーを測定する検出器の一種です。粒子がカロリメーターに入ると、粒子シャワーが発生し、 そのエネルギーがカロリメーター内に蓄積され、収集・測定されます。エネルギーは、粒子シャワー全体を測定するために粒子シャワー全体を閉じ込める場合もあれば、サンプリングする場合もあります。一般的に、カロリメーターは粒子の方向や蓄積されたエネルギーに関する情報を得るために横方向に分割され、縦方向に分割することで、シャワーの形状に基づいて粒子の識別情報を得ることができます。カロリメーターの設計は、素粒子物理学における活発な研究分野です。
電磁カロリメーター( ECAL)は、電子、陽電子、光子など、主に電磁相互作用を介して相互作用する粒子のエネルギーを測定するために特別に設計された装置です。ハドロンカロリメーター(HCAL)は、強い核力によって相互作用する粒子を測定するために設計された装置です。(両者の違いについては、粒子シャワーの種類を放射長(ECALの場合)と核相互作用長核相互作用長の5~8倍の深さを持つ傾向があります。
ECALまたはHCALは、サンプリング熱量計または均質熱量計のいずれかである。
サンプリングカロリメーターでは、粒子シャワーを生成する材料と、堆積エネルギーを測定する材料は別物です。通常、これら2つの材料は交互に使用されます。この方式の利点は、それぞれの材料をその用途に最適化できることです。例えば、非常に密度の高い材料を使用すれば、限られた空間内で急速に変化するシャワーを生成できます。ただし、この材料はシャワーによって堆積されるエネルギーの測定には適していません。欠点は、エネルギーの一部が誤った材料に堆積され、測定されないことです。そのため、シャワーの総エネルギーは直接測定するのではなく、推定する必要があります。
均質カロリメーターとは、体積全体が感度を持ち、信号に寄与するカロリメーターのことである。[ 1 ]
Most particle physics experiments use some form of calorimetry. Often it is the most practical way to detect and measure neutral particles from an interaction. In addition, calorimeters are necessary for calculating "missing energy" which can be attributed to particles that rarely interact with matter and escape the detector, such as neutrinos. In most experiments the calorimeter works in conjunction with other components like a central tracker and a muon detector. All the detector components work together to achieve the objective of reconstructing a physics event.