粒子探測器的磁屏蔽

尋找中微子、宇宙射線和其他帶電粒子的粒子物理學家依靠先進的儀器來檢測入射粒子與介質相互作用時發出的非常微弱的光爆發。 最常見的此類儀器稱為切倫科夫探測器，它使用光電倍增管來捕捉盡可能多的光。 這提供了一個有意義的訊號，可以從中收集有關粒子來自何處的資訊。 但當受到地球磁場的影響時，它們的效率會下降。

在一個學習出版於歐洲物理雜誌Plus西班牙奧維耶多大學的薩拉·羅德里格斯·卡波(Sara Rodriguez Cabo) 和她的同事現在描述了大型圓柱形探測器周圍載流線圈的特定佈置如何補償自然磁擾並屏蔽光電探測器。

包括地球磁場在內的外部磁場會影響光電倍增管中低能量電子的運動軌跡。 當場方向垂直於管軸時，會導致收集電子的陽極的靈敏度變化，從而降低光子收集效率。 將載流線圈放置在切倫科夫型探測器附近可以幫助產生另一個磁場來補償地球的磁場。

Cabo 和她的同事研究了不同參數對這種補償的影響。 在一系列的模擬中，他們分析了線圈如何產生強度和方向取決於尺寸、線圈之間的距離和電流強度。 他們發現，透過在基本配置中添加非常特定的幾何形狀和位置的線圈，他們可以解決探測器中通常難以影響的部分的磁場問題。

研究人員表示，在他們的模擬中，99.5% 的光電倍增管因磁場而導致的效率損失不到 1%。 他們認為，仔細考慮線圈的幾何形狀和位置有助於屏蔽探測器上原本易受攻擊的區域。