Un detector Cherenkov (pronunciación: /tʃɛrɛnˈkɔv/; ruso: Черенко́в) es un detector de partículas que utiliza el umbral de velocidad para la producción de luz, la salida de luz dependiente de la velocidad o la dirección de la luz dependiente de la velocidad de la radiación Cherenkov .
Una partícula que pasa a través de un material a una velocidad mayor que la velocidad a la que la luz puede viajar a través del material emite luz. Esto es similar a la producción de un estampido sónico cuando un avión viaja por el aire más rápido de lo que las ondas sonoras pueden moverse por el aire. La dirección en la que se emite esta luz es en un cono con un ángulo θ c sobre la dirección en la que se mueve la partícula, con cos(θ c ) = do/Nevada (c = la velocidad de la luz en el vacío , n = el índice de refracción del medio y v es la velocidad de la partícula). El ángulo del cono θ c es, por tanto, una medida directa de la velocidad de la partícula. La fórmula de Frank-Tamm d2N/dωdx = z2α/do sin 2 θ c [ aclaración necesaria ] da el número de fotones producidos.
La mayoría de los detectores Cherenkov tienen como objetivo registrar la luz Cherenkov producida por una partícula cargada primaria. Algunas tecnologías de sensores apuntan explícitamente a la luz Cherenkov producida (también) por partículas secundarias, ya sea por emisión incoherente como la que ocurre en una lluvia de partículas electromagnéticas o por emisión coherente, por ejemplo el efecto Askaryan .
La radiación de Cherenkov no sólo está presente en el rango de luz visible o luz ultravioleta, sino también en cualquier rango de frecuencia donde se pueda cumplir la condición de emisión, es decir, en el rango de radiofrecuencia.
Se pueden utilizar distintos niveles de información. La información binaria se puede basar en la ausencia o presencia de radiación Cherenkov detectada. Se puede utilizar la cantidad o la dirección de la luz Cherenkov.
A diferencia de un contador de centelleo, la producción de luz es instantánea.
En el caso simple de un detector de umbral, la energía de umbral dependiente de la masa permite la discriminación entre una partícula más ligera (que sí irradia) y una partícula más pesada (que no irradia) de la misma energía o momento. Se pueden combinar varias etapas de umbral para ampliar el rango de energía cubierto.
Los detectores de umbral de Cherenkov se han utilizado para realizar mediciones rápidas de tiempo y tiempo de vuelo en detectores de partículas.
Los diseños más elaborados utilizan la cantidad de luz producida. Al registrar la luz de partículas primarias y secundarias, en un calorímetro Cherenkov la producción total de luz es proporcional a la energía de la partícula incidente.
Utilizando la dirección de la luz se encuentran los detectores Cherenkov diferenciales.
Los detectores RICH registran las posiciones de los fotones Cherenkov en un área del sensor sensible a la posición y luego reconstruyen los ángulos Cherenkov a partir de los patrones registrados. Como los detectores RICH proporcionan información sobre la velocidad de la partícula, si también se conoce el momento de la partícula (a partir de la flexión magnética), la combinación de estos dos datos permite deducir la masa de la partícula para poder identificar el tipo de partícula.