ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЭРОГЕЛЯ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ В ЧЕРЕНКОВСКИХ СЧЕТЧИКАХ

摘要

Silica aerogel has been widely used as a radiator for Cherenkov detectors. It is a highly porous, low-density and transparent matter with a refractive index (n) covering the range between the condensed phase (n ～ 1.3) and gases (n < 1.001). The review is devoted to the consideration of various aspects concerning aerogel: its production methods, optical and physical properties, including transparency, absorption, and scattering lengths, the number of photoelectrons and also factors affecting the accuracy of particle identification. The use of silica aerogel in various threshold Cherenkov counters including some of its prototypes and such modem and complex spectrometers as BELLE KEK, KEDR (Novosibirsk), the Alpha Magnetic Spectrometer on International Space Station (AMS) is described. Over the last years, two or more layers of monolytic and nonmonolytic aerogel blocks with different refractive indices were used in the proximity focusing RICH. The high optical q%В черенковских счетчиках широкое применение нашли радиаторы из аэрогеля диоксида кремния (аэрогель), представляющего собой легкое прозрачное вещество, которое занимает промежуточное положение по величине показателя преломления п между газовыми (n < 1,001) и твердотельными радиаторами (n > 1,3). В обзоре рассматриваются различные факторы, влияющие на идентификацию частиц в черенковских счетчиках: хроматическая аберрация, количество фотоэлектронов, пропускающая способность оптической системы. Кратко приводятся основные способы изготовления аэрогеля, оптические и физические характеристики образцов аэрогеля, их прозрачность, длины рассеяния и поглощения, количество фотоэлектронов, а также его производители. Рассматриваются примеры использования аэрогелей в пороговых черенковских счетчиках на таких установках, как BELLE (KEK), TASSO (DESY), KEDR (VEPP-4M). В последние годы проведено множество исследовательских работ на различных прототипах черенковских счетчиков на протонном синхротроне ЦЕРН. В обзоре затронуты некоторые из них. Успехи, достигнутые в изготовлении высококачественных образцов аэрогеля, в том числе многослойных, и результаты их испытаний способствовали использованию их в черенковских счетчиках кольцевого изображения RICH на установке HERMES, развитию черенковских счетчиков с квазифокусировкой, а также планированию применения RICH в проекте LHCB на кольцевом коллайдере в ЦЕРН и на α-магнитном спектрометре международной космической станции.