Способ определения наличия вершины взаимодействия заряженных частиц и ее координат в объеме трекового детектора

(511 4 С 01 Т 5/О БРЕТ ИЕ ДЕТЕЛЬСТВ МУ АВТО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Н,Апс 1 еге еса 1. Тшр 1 етепаЕ 1 оп апй РегЕогшапсе оЕ где Орг 1 са 1 Тгддяег Цяей идгыр гпе КарЫ Сцс 11 пя ВцЬЬТе СЬашЬег, Мцс 1 еаг Тпяггпвепся апд МегЬодя, чо 1, 2 15, р. 377-384, 1983.Авторское свидетельство СССР Ф 200023, кл . С О 1 Т 5/00, 1967.Беккер А.М Бухтоярова Н,И Стабников И.М, Применение голографии и оптической обработки информации в физике высоких энергий, В кн. Современное состояние и перспективы оптических методов передачи,хранения и обработки информации. Л., 1984.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ ВЕРИИНЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И ЕЕ КООРДИНАТ В ОБЪЕМЕ ТРЕКОВОГО ДЕТЕКТОРА(57) Изобретение относится к методаманализа ионизирующих излучений с помощью трековых детекторов, болееконкретно - к способам определенияналичия вершины взаимодействия заряженных частиц и ее координат. Целью изобретения является повышениеточности способа. Цель достигаетсятем, что способ включает следующиеоперации: одновременное формированиеразнесенных во входной плоскостикогерентно-оптической системы изображения исследуемого события и изображения его пространственно-частотоного спектра, повернутого на 90служащего эталоном, регистрация обобщенной голограммы Фурье по сигналу,отвечающему корреляционной функцииизображения исследуемого событияи эталона, и восстановление ее плоской волной, 2 ил,1 О 15 20 25 Оптическая часть устройства состоит из источника 1 когерентного излучения 1, расширителя 2 пучка, иммерсионной кюветы 3, куда помещается транспарант. с анализируемым событием, зеркально-линзовой системы 4 (Фиг,2), формирующей на входном управляемом транспаранте 5 изображение события и изображение его пространственно-частотного спектра пооУ вернутое на 90 вокруг волнового вектора. В оптическук) схему включены также: источник 6 когерентного излучения с расширителем 7, Формиру" )йщим плоскую волну, освещающую трайспарант 5, линза 8, н передней Фокальной плоскости которой расположен транспарант 5, а в задней - оптический транспарант 9, еще один исИзобратение относится к экспериментальной Физике высоких энергий,.При использовании в Физических эк.спериментах трековых детекторов, вчастности быстроциклирующих пузырьковых камер малого объема, возникает задача выделения тех событий, гдевзаимодействие произошло в регистрируемом объеме.Целью изобретения является повышение точности способа путем использования информации о треках вто, ричных частиц.На Фиг.1 изображена оптико-элек -тронная схема устройства для обнаружения наличия вершины взаимодействияв объеме детектора (когерентно-оптическая система); на фиг,2 - схема зеркально-линзовой системы, осуществляющей расщепление пучка и формирование требуемых изображений события и эталона.Сущность изобретения состоит втом, что техническое решение.позволяет,анализируя выходной сигнал вреальном времени, выделять те точкина изображении событий, где пересекаются три и более треков или ихпродолжений. При этом по интенсивности корреляционных пиков судят о количестве треков, пересекающихся вданной точке, а по положению корреляционного пика - о координатахвершины,Способ работоспособен, когда треки частиц вблизи вершиныможно считать прямыми, т,е. в случае отсутствия магнитных полей или магнитных,полей малой напряженности,точник 10 когерентного света с расширителем 11 пучка, освещающий транспарант 9, линза 12, в передней фокалькой плоскости которой расположен транспарант 9, а в задней установлен сканирующий фотоприемник 13 (например, видикон телевизионной камеры), сигнал которого анализируется в электронном блоке 14В устройство включен также блок 15 управления оптически управляемыми транспарантами,Полупрозрачное .зеркало 16 расщепляет пучок на два, один пучок после этого отражается зеркалом 17, а второй - последовательно зеркалами 18 и 19, при этом ориентация зеркал выбрана таким образом, чтобы в пространстве сформировались два пучка 20 и 21 с требуемой ориентацией, Линзы 22 и 23 установлены так, чтобы входной оптически управляемый транспарант 5 находился в фокальной плоскости линзы 22 и в плоскости изображения исследуемого события,формируемого линзой 23.Способ заключается в следующем.Пучок колимированного света, прошедшего через транспарант с изображением анализируемого события, помещенный в иммерсионную кювету 3 или объем трекового детектора с помощью зеркально-линзовой системы 4 расщепляют на два идентичных повернутых друг относительно друга нао90 и формируют в плоскости входного управляемого транспаранта 5 изображения события и его пространственно-частотного спектра, повернутого на 90 , служащего эталоном. Далее транспарант 5 освещают плоской волной, сформированной источником 6 и расширетелем 7, и отраженный модулированный свет пропускают через линзу 8, которая в своей задней фокальной плоскости формирует одновременно пространственно-частотный спектр объекта и .эталона. Интерференционную картину этих двух спектров регистрируют с помощью оптически управляемого транспаранта 9, т,е, регистрируют на транспаранте 9 обобщенную голограмму фурье. Полученную голограмму восстанавливают плоской волной. При этом отраженная транспарантом 9 волна модулируется в соответствии с закономгде Г(К) и С(К) - соответственнофункции, описывающие амплитуду пространственногоспектра изображения и эталона.В задней фокальной плоскости линзы 12 формируется поле, распределение амплитуды которого соответствует выражению Фурье и значит содержитпо теореме свертки компонент, представляющие собой коррекляцию объекта и эталона,В нашем случае эталон выбираюттак, что он подобен объекту с тойлишь разницей, что все прямые треки перенесены параллельно самим себе так, чтобы они проходили через,одну точку. Это следует из того, чтоспектр прямой есть прямая, поверо чнутая на 90 и проходящая через на-чало координат спектральной плоскости. Таким образом амплитуда корреляционного сигнала в. некоторойточке пропорциональна числу трековили их продолжений, проходящих черезэту точку, а интенсивность - квадрату этого числа.Следовательно, точке вершины отвечает яркое корреляционное пятно, поинтенсивности которого можно судитьо числе вторичных частиц, те. мно 35жественности события, а по положению - о координате вершины взаимодействия. Отсутствие пика с интенсивностью, превосходящей интенсивность фона более чем в 4 раза, говорит об отсутствии события в регистрируемом объеме (интенсивность пятна, равная четырем интенсивностямфона, отвечает пересечению двух прямых) .45Предлагаемый способ был реализован в устройстве, схема которогоаналогична, представленной на фиг.1.В качествеисточников когерентногосвета 1, 6 и 10 использовались гелий-неоновые лазеры ЛГ, расшири -50тели .2, 7 и 11 собирались из микрообъектов и объектов "Таир" с фокусным расстоянием 300 мм. В качестве Фурье преобразующих линз 8,12 и 23 использовались также объективы "Таир", а в качестве линзы 22 объектив "Гелиос" с фокусным расстоянием 85 мм.При модельных экспериментах в качестве оптически управляемых транспарантов использовались фотопластинки 8 Е 75 фирмы "А 8 Га-СечаегС".При этом .транспаранты работали на просвет, Таким образом, модель не работала в реальном времени, так как требовалось некоторое время на обработку Фотоматериала, Однако это отличие не носит принципиального характера, так как характеристики существующих оптически управляемых транспарантов приближаются к характеристикам фотоматериалов. Транспарант с моделью событий помещался в иммерсионную кювету и после выполнения всех описанных операций выходной сигнал коррелятора считывался телевизионной камерой "Волна1" и анализировался с помощью телевизионного осциллографа С 9-1.Формула из обретенияСпособ определения наличия вершины взаимодействия заряженных частиц и ее координат в объеме трекового детектора, основанный на корреляционном сравнении изображения исследуемого события с эталоном, заключающийся в том, что формируют изображение исследуемого события во входной плоскости когерентно-оптической системы и анализируют сигнал в выходной плоскости, отвечающий кррреляционной функции иссследуемого события и эталона, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности способа, одновременно формируют разнесенные во входной плоскости когерентно-оптической системы изображение исследуемого события и изображение его пространственно-частотного спектра, повернутого на 90 , служащее эталоном, а для получения сигнала, отвечающего корреляционной функции изображения исследуемого события и эталона, регистрируют их обобщеннуч голограмму Фурье и восстанавливают ее плоской волной.1388819 Составитель В,ДрыгинРедактор Т,Парфенова Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяг каз 1576/ Тираж 522 Подписное ВН роектная,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,по 113035, ПИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/