Timp mort

În fizica experimentală și în special în fizica particulelor și fizica nucleară, timpul mort este timpul necesar unui anumit aparat de măsurare, după ce a primit un stimul extern, pentru a fi gata să efectueze corect o nouă măsurare. O analogie poate fi timpul necesar reîncărcării blițului după realizarea unei fotografii.

Contribuții la timpii morți

Timpul total mort al unui detector se datorează de obicei contribuțiilor intrinseci la detector (de exemplu, timpul de migrare într-un detector de gaz ) sau părții analogice a lanțului electronic (de exemplu, modelarea semnalului) sau de la DAQ (timpul de conversie a ADC și timpul de scriere în memorie).

Timpul intrinsec mort al unui detector se datorează adesea caracteristicilor sale fizice; de exemplu, o cameră de scântei rămâne „moartă” până când potențialul dintre cele două plăci revine la o anumită valoare. În alte cazuri, detectorul, după primul eveniment, este încă „în viață” și produce semnale pentru evenimente ulterioare, dar aceste semnale nu pot fi detectate sau discriminate de lanțul electronic, cu rezultatul că evenimentul este pierdut sau așa ceva. - are loc denumirea de acumulare , adică două semnale sunt parțial sau total adăugate. În unele cazuri, acest lucru poate fi minimizat cu o proiectare adecvată, dar este adesea în detrimentul altor proprietăți, cum ar fi rezoluția energiei.

Electronica analogică poate introduce timpul mort; mai ales în timpul modelării semnalului.

Declanșatoarele sunt o altă sursă de timp mort; în special, trebuie luat în considerare timpul asociat cu declanșatoarele false.

În cele din urmă, digitalizarea și stocarea evenimentelor, în special în sistemele de detectare cu un număr mare de canale, precum cele utilizate în experimentele moderne de energie a particulelor, contribuie la timpul mort total. Pentru a diminua acest lucru, experimente mai mari folosesc sofisticate pipeline logic și pe mai multe niveluri de declanșare ^[1].

Din timpul total al experimentului, timpul mort este scăzut pentru a obține timpul live .

Analize

Există două tipuri de timp mort:

paralizabil sau extensibil : dispozitivul nu înregistrează evenimentul, dar sunt generate schimbări de stare și, prin urmare, timpul mort este prelungit. Un eveniment care are loc în timpul mort după cel precedent nu numai că este pierdut, dar începe din nou numărul de timp mort, prin urmare, prin creșterea ratei pe detector va ajunge la un punct de saturație în care nu va fi capabil să înregistreze eveniment;

nu este paralizat sau nu poate fi extins : aparatul nu înregistrează evenimentul și nu își schimbă starea, prin urmare, prin creșterea ratei pe detector, saturația va fi atinsă cu o rată egală cu inversul timpului mort. Prin creșterea ratei în continuare, rata evenimentelor înregistrate nu se va modifica.

Se presupune că are o rată de evenimente constantă $R.$ ${\ displaystyle R}$ $R.$ , atunci separarea temporală între două evenimente consecutive este $\Delta T=1/R$ ${\ displaystyle \ Delta T = 1 / R}$ ${\ displaystyle \ Delta T = 1 / R}$ . Dacă timpul mort $T_{D}$ ${\ displaystyle T_ {D}}$ $T_ {D}$ e mai puțin decât $\Delta T$ ${\ displaystyle \ Delta T}$ $\ Delta T.$ , atunci măsura nu suferă variații. Dacă, pe de altă parte, timpul mort este mai mare decât $\Delta T$ ${\ displaystyle \ Delta T}$ $\ Delta T.$ , apoi, în cazul extensibil, toate măsurătorile se vor pierde (cu excepția primei), în timp ce în cazul neextensibil, jumătate din evenimente vor fi măsurate. Acest lucru se datorează faptului că, în cazul extensibil, toate evenimentele de după primul nu vor fi măsurate, deoarece acestea se vor încadra în timpul mort al evenimentului anterior și, la rândul lor, vor genera un timp mort.

În general, există o relație care, datorită timpului neextensibil, leagă rata reală $R_{v}$ ${\ displaystyle R_ {v}}$ $R_ {v}$ din cea măsurată $R_{m}$ ${\ displaystyle R_ {m}}$ ${\ displaystyle R_ {m}}$ :

$R_{v}={\frac {R_{m}}{1-T_{D}R_{m}}}$ ${\ displaystyle R_ {v} = {\ frac {R_ {m}} {1-T_ {D} R_ {m}}}}$ ${\ displaystyle R_ {v} = {\ frac {R_ {m}} {1-T_ {D} R_ {m}}}}$

pentru modelul paralizat:

$R_{m}=R_{v}e^{-R_{v}T_{D}}$ ${\ displaystyle R_ {m} = R_ {v} e ^ {- R_ {v} T_ {D}}}$ ${\ displaystyle R_ {m} = R_ {v} e ^ {- R_ {v} T_ {D}}}$

Notă

^ Copie arhivată , pe ph-dep-aid.web.cern.ch . Adus la 11 decembrie 2007 (arhivat din original la 19 decembrie 2007) .

Bibliografie

WR Leo, Tehnici pentru experimentele de fizică nucleară și a particulelor , Springer-Verlag.
( EN ) Glenn F. Knoll,4 , în Radiation Detection and Measurement , al doilea, John Wiley & Sons, 1979, pp. 120-126.

linkuri externe

( EN ) Dead time , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica

[1] Copie arhivată , pe ph-dep-aid.web.cern.ch . Adus la 11 decembrie 2007 (arhivat din original la 19 decembrie 2007) .

[1].