Particle shower
துகள் இயற்பியலில், மழை என்பது அடர்த்தியான பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளும் உயர் ஆற்றல் துகள் விளைவாக உற்பத்தி செய்யப்படும் இரண்டாம் நிலை துகள்களின் அடுக்காகும். உள்வரும் துகள் தொடர்பு கொண்டு, குறைந்த ஆற்றலுடன் பல புதிய துகள்களை உருவாக்குகிறது; இவை ஒவ்வொன்றும் பின்னர் தொடர்பு கொள்கின்றன, அதே வழியில், பல ஆயிரக்கணக்கான, மில்லியன் அல்லது பில்லியன் கணக்கான குறைந்த ஆற்றல் துகள்கள் உற்பத்தி செய்யப்படும் வரை தொடரும் ஒரு செயல்முறை. இவை பின்னர் இந்த விஷயத்தில் நிறுத்தப்பட்டு உறிஞ்சப்படுகின்றன. குளியல் வகைகள் இரண்டு அடிப்படை வகைகள் உள்ளன. மின்காந்த மழை முதன்மையாக அல்லது பிரத்தியேகமாக மின்காந்த விசை, பொதுவாக ஒரு ஃபோட்டான் அல்லது எலக்ட்ரான் வழியாக தொடர்பு கொள்ளும் ஒரு துகள் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. ஹேட்ரோனிக் மழைப்பொழிவுகள் ஹேட்ரான்களால் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன (அதாவது. நியூக்ளியன்கள் மற்றும் குவார்க்குகளால் ஆன பிற துகள்கள்), மற்றும் பெரும்பாலும் வலுவான அணு விசை வழியாக முன்னேறுகின்றன. மின்காந்த மழை ஒரு மின்காந்த மழை ஒரு உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான், பாசிட்ரான் அல்லது ஃபோட்டான் ஒரு பொருள் நுழையும் போது தொடங்குகிறது. ஒளிமின்னழுத்த விளைவு மற்றும் காம்ப்டன் சிதறல் முக்கியமற்றதாக இருக்கும் உயர் ஆற்றல்களில் (ஒரு சில MeV க்கு மேல்), ஃபோட்டான்கள் முதன்மையாக ஜோடி உற்பத்தி மூலம் பொருளுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன-அதாவது, அவை ஒரு எலக்ட்ரான்-பாசிட்ரான் ஜோடியாக மாறுகின்றன, ஒரு அணு கருவி அல்லது எலக்ட்ரானுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன வேகத்தை பாதுகாப்பதற்காக. உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் பாசிட்ரான்கள் முதன்மையாக ஃபோட்டான்களை வெளியிடுகின்றன, இது ப்ரெம்ஸ்ஸ்ட்ராலங் எனப்படும் ஒரு செயல்முறையாகும். இந்த இரண்டு செயல்முறைகளும் (ஜோடி உற்பத்தி மற்றும் பிரேம்ஸ்ட்ராலங்) தொடர்கின்றன, இது ஃபோட்டான்கள் ஜோடி உற்பத்தி வரம்பிற்குக் கீழே விழும் வரை ஆற்றல் குறைவதற்கான துகள்களின் அடுக்குக்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் பிரேம்ஸ்ட்ராலங் தவிர மற்ற எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் இழப்புகள் ஆதிக்கம் செலுத்தத் தொடங்குகின்றன. இந்த தொடர்புடைய தொடர்புகளுக்கு கடந்து செல்லும் பொருளின் சிறப்பியல்பு அளவு கதிர்வீச்சு நீளம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான் அதன் ஆற்றலில் 1/e ஐத் தவிர மற்ற அனைத்தையும் இழக்கும் சராசரி தூரம் மற்றும் உயர் ஆற்றல் ஃபோட்டான் மூலம் ஜோடி உற்பத்திக்கான சராசரி இலவச பாதையின் 7/9 ஆகும். அடுக்கு அளவுகோல்களின் நீளம்; "மழை ஆழம்" தோராயமாக பொருளின் கதிர்வீச்சு நீளம் எங்கே என்ற உறவின் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, மேலும் இது முக்கியமான ஆற்றல் (முக்கியமான ஆற்றலை ப்ரெம்ஸ்ஸ்ட்ராலங் மற்றும் அயனியாக்கம் விகிதங்கள் சமமாக இருக்கும் ஆற்றல் என்று வரையறுக்கலாம். ஒரு தோராயமான மதிப்பீடு). மழை ஆழம் ஆற்றலுடன் மடக்கை அதிகரிக்கிறது, அதே நேரத்தில் மழை பக்கவாட்டு பரவல் முக்கியமாக எலக்ட்ரான்களின் பல சிதறல்கள் காரணமாகும். ஷவர் அதிகபட்சம் வரை ஷவர் ஆரம் <1 கதிர்வீச்சு நீளம் கொண்ட ஒரு சிலிண்டரில் உள்ளது. அந்த புள்ளிக்கு அப்பால் எலக்ட்ரான்கள் பல சிதறல்களாலும், மோலியர் ஆரம் கொண்ட பக்கவாட்டு அளவு அளவுகளாலும் பெருகிய முறையில் பாதிக்கப்படுகின்றன. குளியலறையில் ஃபோட்டான்களின் பரப்புதல் மோலியர் ஆரம் அளவிடுதலில் இருந்து விலகல்களை ஏற்படுத்துகிறது. இருப்பினும், சுமார் 95 சதவீதம் ஷவர் ஆரம் கொண்ட ஒரு சிலிண்டரில் பக்கவாட்டாக உள்ளது. மின்காந்த அடுக்குகளில் ஆற்றல் படிதலின் சராசரி நீளமான விவரக்குறிப்பு ஒரு காமா விநியோகத்தால் நியாயமான முறையில் நன்கு விவரிக்கப்படுகிறதுஃ எங்கே, ஆரம்ப ஆற்றல் மற்றும் மான்டே கார்லோ அல்லது சோதனைத் தரவுகளுடன் பொருத்தப்பட வேண்டிய அளவுருக்கள். ஹேட்ரோனிக் மழை ஒரு ஹேட்ரான் மழை பரவுவதற்கு காரணமான இயற்பியல் செயல்முறைகள் மின்காந்த மழை செயல்முறைகளிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுகின்றன. சம்பவ ஹேட்ரன் ஆற்றலின் பாதி கூடுதல் இரண்டாம் நிலைகளுக்கு அனுப்பப்படுகிறது. மீதமுள்ளவை மெதுவான பியன்களின் பல துகள்கள் உற்பத்தி மற்றும் பிற செயல்முறைகளில் நுகரப்படுகின்றன. ஹேட்ரோனிக் மழைப்பொழிவுகளின் வளர்ச்சியை தீர்மானிக்கும் நிகழ்வுகள்ஃ ஹேட்ரான் உற்பத்தி, அணு உமிழ்வு மற்றும் பியோன் மற்றும் மியூவான் சிதைவுகள். நடுநிலையான பியன்களின் அளவு, உற்பத்தி செய்யப்பட்ட பியன்களின் சராசரியாக மூன்றில் ஒரு பங்கு மற்றும் அவற்றின் ஆற்றல் மின்காந்த மழை வடிவில் சிதறடிக்கப்படுகிறது. ஹேட்ரோனிக் ஷவரின் மற்றொரு முக்கியமான பண்பு என்னவென்றால், மின்காந்தத்தை விட இது உருவாக அதிக நேரம் எடுக்கும். பியன் மற்றும் எலக்ட்ரான் துவக்கப்பட்ட மழைக்கான ஆழத்திற்கு எதிராக இருக்கும் துகள்களின் எண்ணிக்கையை ஒப்பிடுவதன் மூலம் இதைக் காணலாம். ஹேட்ரோனிக் மழை அளவீடுகளின் நீளமான வளர்ச்சி அணு தொடர்பு நீளத்துடன்ஃ பக்கவாட்டு மழை வளர்ச்சி λ உடன் அளவிடப்படுவதில்லை. கோட்பாட்டு பகுப்பாய்வு மின்னணு மழையின் அடுக்கு கோட்பாட்டிற்கான ஒரு எளிய மாதிரியை ஒருங்கிணைந்த பகுதி வேறுபாடு சமன்பாடுகளின் தொகுப்பாக வடிவமைக்க முடியும். Π (E, x) dE மற்றும் γ (E, x) dE முறையே E மற்றும் E + dE க்கு இடையில் ஆற்றல் கொண்ட துகள்கள் மற்றும் ஃபோட்டான்களின் எண்ணிக்கையாக இருக்கட்டும் (இங்கே x என்பது பொருளின் தூரம்). இதேபோல் γ (E, E ') dE' என்பது E 'மற்றும் E' + dE 'க்கு இடையில் ஆற்றலுடன் ஒரு எலக்ட்ரானை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஆற்றல் E இன் ஃபோட்டானுக்கு ஒரு அலகு பாதை நீளத்திற்கு நிகழ்தகவாக இருக்கட்டும். இறுதியாக, π (E, E ') dE' என்பது E 'மற்றும் E' + dE 'இடையே உள்ள ஆற்றலுடன் ஒரு ஃபோட்டானை வெளியிடும் ஆற்றல் கொண்ட ஒரு எலக்ட்ரானுக்கு ஒரு அலகு பாதை நீளத்திற்கு நிகழ்தகவாக இருக்கட்டும். Π மற்றும் γ ஐ நிர்வகிக்கும் ஒருங்கிணைந்த-வேறுபட்ட சமன்பாடுகளின் தொகுப்பு γ மற்றும் π ஆல் வழங்கப்படுகிறது, அவை குறைந்த ஆற்றல்களுக்கும் அதிக ஆற்றல்களுக்கும் காணப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டுகள் அண்ட கதிர்கள் பூமியின் வளிமண்டலத்தை தவறாமல் தாக்குகின்றன, மேலும் அவை வளிமண்டலத்தின் வழியாக செல்லும்போது மழை பெய்யும். இந்த காற்று மழைகளிலிருந்தே முதல் மியூவான்கள் மற்றும் பியன்கள் சோதனை ரீதியாக கண்டறியப்பட்டன, மேலும் அவை இன்று பல சோதனைகளால் அதி-உயர்-ஆற்றல் அண்ட கதிர்களைக் கவனிப்பதற்கான ஒரு வழிமுறையாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஃப்ளைஸ் ஐ போன்ற சில சோதனைகள், குளியல் உச்ச தீவிரத்தில் உற்பத்தி செய்யப்படும் புலப்படும் வளிமண்டல ஒளிரும் தன்மையை கவனித்துள்ளன; ஹவேரா பார்க் பரிசோதனை போன்ற மற்றவர்கள், தரையில் ஒரு பெரிய பகுதியில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட ஆற்றலை மாதிரியாகக் கொண்டு ஒரு குளியல் எச்சங்களைக் கண்டறிந்துள்ளனர். உயர் ஆற்றல் துகள் முடுக்கிகளில் கட்டப்பட்ட துகள் கண்டறிதல்களில், கலோரிமீட்டர் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு சாதனம் துகள்களின் ஆற்றலை ஒரு மழை உற்பத்தி செய்வதன் மூலம் பதிவு செய்கிறது, பின்னர் அதன் விளைவாக டெபாசிட் செய்யப்பட்ட ஆற்றலை அளவிடுகிறது. பல பெரிய நவீன கண்டறிதல்கள் ஒரு மின்காந்த கலோரிமீட்டர் மற்றும் ஒரு ஹேட்ரோனிக் கலோரிமீட்டர் ஆகிய இரண்டையும் கொண்டுள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அந்த குறிப்பிட்ட வகையான ஷவர் உற்பத்தி செய்வதற்கும் அதனுடன் தொடர்புடைய வகை துகள்களின் ஆற்றலை அளவிடுவதற்கும் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. மேலும் காண்க ஏர் ஷவர் (இயற்பியல்), அயனியாக்கப்பட்ட துகள்கள் மற்றும் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் விரிவான (பல கிலோமீட்டர் அகலம்) அடுக்கு வளிமண்டலத்தில் ஒரு முதன்மை அண்ட கதிர் (அதாவது. வேற்று கிரக வம்சாவளியைச் சேர்ந்த ஒன்று) நமது வளிமண்டலத்திற்குள் நுழைகிறது. தொலைநோக்கி வரிசை திட்டம் மேஜிக் செரென்கோவ் தொலைநோக்கி உயர் உயர நீர் செரென்கோவ் பரிசோதனை பியர் ஆகர் ஆய்வகம் அட்லாஸ் சோதனை கலோரிமீட்டர்கள் சிஎம்எஸ் பரிசோதனை, மின்காந்த மற்றும் நாட்பட்ட கலோரிமீட்டர்கள் மோதல் அடுக்கு, ஒரு திடமான குறிப்புகளில் அணுக்களுக்கு இடையிலான மோதல்களின் தொகுப்பு சோதனைத் துகள் இயற்பியலில் இருந்து "பொருள் வழியாக துகள்களின் பாதை"