Yüksek enerji fiziğinde kullanılan gazlı detektörlerin incelenmesi

Abstract

Fiziğin temellerini daha iyi anlayabilmek için onun derinliklerine inmek gerekir. Yani makro boyuttan mikro boyutlara bir yolculuk yapılmalıdır. Parçacık fiziği, atom altı parçacıkları inceleyen fiziğin alt bilim dallarından birisidir. Bizi atom altı parçacıkların varlığından haberdar eder. Gözle görmemizin imkansız olduğu bu parçacıkların özelliklerini bize söyler. Gözle görünmeyen bu parçacıkların tespiti için de detektörlerden yardım alırız. Yani bir parçacığın doğasına dair bilgileri ancak onu detekte ederek öğrenebiliriz. Bunun için detektörler geliştirilmiştir ve her bir detektör amacına uygun kullanılır. Yüksek enerji fiziğinde kullanılan detektörler gazlı ve katıhal detektörleri olarak iki grupta ele alınırlar. Mesela gazlı detektörlerde saptayabildiğimiz parçacıkları bir katıhal detektöründe saptamamız mümkün olmayabilir. Bu yüzden herbir detektörün birbirine kıyasla optimum olduğu noktalar farklıdır. Bu tez, geçmişten günümüze kadar modernleşerek gelen detektörlerin gazlı olarak çalışanlarını inceleyen bir derleme çalışmasıdır. Detektörlerin atası olarak bilinen ve parçacık deteksiyonunda önemli yeri olan ve aynı zamanda bir orantılı sayaç olan Geiger Müller detektörlerinden, sinyalin gaz hacmi içerisinde bir ön çoğalma vasıtası ile daha güçlü alınmasını sağlayan MPGD'lere (Mikro Deseneli Gaz Detektörler) kadar birçok gazlı detektör ayrı ayrı araştırılmış ve her birinin içinde olan fiziksel süreçler ile çalışma prensiplerinden söz edilmiştir. Böylece tüm gazlı detektörlerin tarihi sürecini, fiziksel olaylarını, çalışma prensiplerini bir arada toplayan bu tez çalışması akademik olarak bir el kitapçığı olarak da kullanılması oldukça fayda sağlayacaktır.

In order to better understand the bases of physics, it is necessary to go down to its depths. In other words, a journey must be made from macro size to micro dimensions. Particle physics is one of the sub-science branches of physics that undergo subatomic particles. It informs us of the presence of subatomic particles. It tells us the properties of these particles that it is impossible for us to see. We also get help from detectors to detect these invisible particles So we can learn about the nature of a particle by detecting it. Detectors have been developed for this purpose and are suitable for the purpose of each detector. Detectors used in high energy physics are handled in two groups as gas and solid state detectors. For example, it may not be possible to identify particles in a solid state detector that we can detect in gas detectors. So, each detector differs from the others in terms of the optimum point. In this study is a compilation study examining the gas workers of the detectors that have been modernized from the past to the present day. A number of gas detectors, ranging from MPGDs (Micro Patterned Gas Detectors), which are known as detectors' predecessors and which have an important place in particle detection and which allow the signal to be stronger through a pre-proliferation device in the gas volume than detectors Geiger Müller have been researched and the physical processes and working principles in each of them have been mentioned. Thus, this thesis study, which collects the historical process, physical phenomena and working principles of all gas detectors, will also benefit from being used academically as a manual.