Устройство для поиска следов частиц

(56) Авторское свидМ 1341596, кл. 6 01 СЛЕД 23нститут ядерных исс хнической трометрисить бысттнош ения ская часть ьной линтелем сигМ.Сорока, В,В етельство СС Т 5/10, 1986 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение относится к ядерной физи-. ке, а именно к экспериментальной физике элементарных частиц, и может быть использовано при исследовании короткоживущих частиц на пучках нейтрино от ускорителя.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии, которое содержит источник коллимированного пучка света, линзу преобразования Фурье, мезооптический элемент с кольцевым откликом, снабженный первым и вторым световодами, на выходах которых установлены одноименные фотоприемники, выходы которых соединены с входами одноименных дифференцирующих блоков, а также систему перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии и блок записи данных, при этом выходы дифференцирующих блоков и выход системы перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии подключены к входам блока записи данных,Свет из источника коллимированного пучка света проходит через линзу преобразования Фурье и прекращается в сходящийся пучок света с кроссовером в месте(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ЧАСТИЦ(57) Изобретение относится к те физике, Его использование в спек ческих приборах позволяет павы родействие за счет увеличения о сигнал/шум, С этом целью оптиче устройства дополнена положител зой, а электрическая - перемножи налов, 1 ил. расположения мезооптического элемен; а с кольцевым откликом и просвечивает слой ядерной фотоэмульсии, Дифрагированный на прямом следе частицы сает попадает на мезооптический элемент с кольцевым откликом, который формирует левое и правое мезооптическое изображение на входах первого (левого) и второго (правого) световодов. С выходов одноименных световодов свет падает на входы одноименных фотоприемников, Далее одноименные сигналь фототока с выходов одноименных фотоприемников попадают на входы одноименных дифференциальных блоков. Сигналы с выходов дифференциальных блоков поступают на входы блока записи данных, На третий вход блока записи данных поступает информация о положении ядерной фотоэмульсии из системы перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсии,Два мезооптических изображения прямого следа частицы перемещаются в пространстве одновременно с движением ядерной фотоэмульсии относительно освещающего пучка света. При этом мезооптические иэображения попадают на входные1742758 50 де блока 9 перемножения сигналов оказывается существенно меньше фона на выходекаждого дифференцирующего блока 8.Устройство для поиска следов частицработает следующим образом,Включают источник 1 коллимированного пучка света, фотоприемники 7, дифференцирующие блоки 8, блок 9перемножения сигналов, блок 10 записиданных, а также систему 5 перемещения иконтроля положения ядерной фотоэмульсии, Ядерную фотоэмульсию устанавливаютв рабочее положение так, чтобы ориентацияискомого следа частицы была параллельнаузкой освещенной области слоя ядерной фотоэмульсии, но перпендикулярна векторускорости ч движения ядерной фотоэмульсии на стадии поиска. Процесс ведут до техпор, пока в блок 10 записи данных не поступит сигнал искомого следа частицы. Предлагаемое устройство может работать безсбоев при более высоком уровне фона отслучайных зерен серебра, чем известное.Не возникает необходимости в проведении повторных операций поиска, что приводит в конечном счете к повышениюбыстродействия устройства.П р и м е р. Ширина освещенной областиравна 8 мкм на толщину ядерной фотоэмульсии 200 мкм. Скорость движения ядернойфотоэмульсии ч = 10 мм/с, шаг отсчета Ьх= 2 мкм, тактовая частота всех электрическиэлектронных операций равна 5 кГц. Размеры входных торцов световодов 6 равны 0,02"2 мм,В наиболее типичном случае число зерен серебра, освещенных в пределе поля зрения устройства, равно Я = 300+ 16, а интенсивность фона от случайно разбросанных зерен серебра соответствует й = 10 + 10 зерен. После дифференцирова 4 . 2ния от фона остается флуктуирующая компонента с инте;сивностью пн = 100 зерен. Соотношение сигнала к шуму, которое висходном сигнале фототока равнялось Я/М= 3: 100., улучшается до / ои = 3: 1. Послеперемножения двух продифференцирован 5 ных сигналов в блоке 9 перемножения сигналов соотношение сигнала к шуму станетравным 9: 1.Двухкаскадная система подавления шумов в предлагаемом устройстве позволяет10 улучшить отношение сигнала к шуму в 270раз, Приведенные оценки были провереныэкспериментально. Вместо ожидаемого отношения сигнала к шуму на выходе блока 9перемножения сигналов, равного 9: 1, было15 найдено, что отношение сигнала к шуму равно 7,5: 1. Быстродействие устройства повысилось в 1,7 раза.Формула изобретенияУстройство для поиска следов частиц,20 содержащее последовательно расположенные источник коллимированного пучка света, линзу преобразования Фурье,мезооптический элемент с кольцевым от. кликом, снабженный первым и вторым све 25 товодами, на выходах которых установленыодноименные фотоприемники, выходы которых соединены с входами одноименн хдифференцирующих блоков, а также систему перемещения и контроля положения30 ядерной фотоэмульсии и блок записи данных, выход системы перемещения и контроля положения ядерной фотоэмульсиисоединен с входом блока записи данных, о тлича ю щееся тем,что,сцельюповышения35 быстродействия за счет увеличения отношения сигнал/шум, в устройство введены блокперемножения сигналов и положительнаяцилиндрическая линза, установленная навыходе источника коллимированного пучка40 света, первые выходы первого и второгодифференцирующих блоков подключен квходам блока перемножения сигналов, выходкоторого и вторые выходы дифференцирующих блоков соединены с соответствующими45 входами блока записи данных,1742758 О оставитель Л.Сорокоехред М.Моргентал Корректор Л.Беск Редактор Н.Тупица енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Прои аказ 2283 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5