Detektorkombinationen

Detektorkombinationen betecknar samordningen av flera detektorsystem i en experimentuppsättning för att mäta olika egenskaper hos partiklar som observeras. Genom att kombinera sensorer med kompletterande mätningar uppnås bättre partikelidentifikation samt mer noggranna energi- och momentummätningar och en fylligare återgivning av händelsen.

Vanliga komponenter är spårningsdetektorer, kalorometrar och muonavkännare. Spårningsdetektorer som siliconpixel- eller strädetektorer mäter bana och momentum i ett magnetfält. Kalorometrar mäter energi, medan muonavkännare särskilt fångar upp muoner. Tidsbaserade tekniker som Cherenkov- och Time-of-Flight-detektorer ger hastighet och identitet.

Genom att koppla ihop information från olika delsystem kan man särskilja partiklar via kombinationen av momentum, energi, hastighet och dE/dx. Spårmatchning till showers i kalorimetern och tidsmönster förbättrar identifikationen.

Designen kräver avvägningar mellan upplösning, materialbudget, strålningstålighet, kostnad och behandlingskapacitet. Koordinering av geometri, kalibrering och signaltolkning kräver noggrann planering, simulering och underhåll. Systemet är ofta uppdelat i flera nivåer av trigger och datahantering.

Exempel är LHC-experimenten ATLAS och CMS, som kombinerar inner tracking, elektromagnetiska och hadronkalorometrar samt muon-system i starka magnetfält. Liknande principer används i neutrino- och astropartikel-detektorer som kombinerar scintillatorer, tidsprojektion och Cherenkovdetektorer för att få en hel bild av partiklarna.