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チェレンコフ検出器（発音：/tʃɛrɛnˈkɔv/、ロシア語：Черенко́в）は、光生成の速度閾値、速度に依存する光出力、またはチェレンコフ放射の速度に依存する光の方向を使用する粒子検出器です。
基本的
物質を通過する粒子の速度が、光が物質を通過できる速度よりも速い場合、光を発します。これは、飛行機が音波が空気中を移動する速度よりも速く飛行しているときに発生するソニックブームに似ています。この光が発せられる方向は、粒子が移動する方向を中心に角度 θ cを持つ円錐上であり、cos(θ c ) = c/ネバダ (c = 真空中の光の速度、n =媒体の屈折率、v は粒子の速度)。円錐の角度 θ c は、粒子の速度を直接測定するものです。フランク・タムの式は、生成される光子の数を示します。
側面
ほとんどのチェレンコフ検出器は、一次荷電粒子によって生成されるチェレンコフ光を記録することを目的としています。一部のセンサー技術は、電磁粒子シャワーで発生する非干渉性放射や、アスカリャン効果などの干渉性放射など、二次粒子によっても生成されるチェレンコフ光を明確に対象としています。
チェレンコフ放射は、可視光線や紫外線の範囲だけでなく、放射条件が満たされるあらゆる周波数範囲、つまり無線周波数範囲にも存在します。
さまざまなレベルの情報を使用できます。バイナリ情報は、検出されたチェレンコフ放射の有無に基づいて決定できます。チェレンコフ光の量または方向を使用できます。
シンチレーションカウンターとは対照的に、光の生成は瞬時に行われます。
検出器の種類
閾値検出器の単純なケースでは、質量に依存する閾値エネルギーにより、同じエネルギーまたは運動量の軽い粒子 (放射する) と重い粒子 (放射しない) を区別できます。複数の閾値ステージを組み合わせることで、カバーするエネルギー範囲を拡張できます。
チェレンコフ閾値検出器は、粒子検出器における高速タイミングおよび飛行時間測定に使用されてきました。
より精巧な設計では、生成される光の量が使用されます。チェレンコフ熱量計では、一次粒子と二次粒子の両方からの光を記録し、総光量は入射粒子のエネルギーに比例します。
光の方向を利用するのが差分チェレンコフ検出器です。
RICH検出器は、位置感度センサー領域に個々のチェレンコフ光子の位置を記録し、記録されたパターンからチェレンコフ角を再構築します。RICH 検出器は粒子の速度に関する情報を提供するため、粒子の運動量も分かっている場合 (磁気の曲がりから)、これら 2 つの情報を組み合わせることで粒子の質量を推定し、粒子の種類を識別できます。