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 de la radiación Cherenkov dependiente de la velocidad .
Una partícula que atraviesa un material a una velocidad mayor que aquella a la que la luz puede viajar a través del material emite luz. Esto es similar a la producción de un boom 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 con respecto a la dirección en la que se mueve la partícula, con cos(θ c ) = C/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). Por tanto , el ángulo del cono θ c es una medida directa de la velocidad de la partícula. La fórmula de Frank-Tamm re 2 norte/dωdx = z 2 α/C sin 2 θ c [ se necesita aclaración ] 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 de Cherenkov producida (también) por partículas secundarias, ya sea una emisión incoherente como la que ocurre en una lluvia de partículas electromagnéticas o una emisión coherente, como por ejemplo el efecto Askaryan .
La radiación de Cherenkov no sólo está presente en el rango de la luz visible o de la luz ultravioleta, sino también en cualquier rango de frecuencia en el que se pueda cumplir la condición de emisión, es decir, en el rango de radiofrecuencia.
Se pueden utilizar diferentes niveles de información. La información binaria puede basarse en la ausencia o presencia de radiación Cherenkov detectada. Se puede utilizar la cantidad o 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 umbral dependiente de la masa permite discriminar 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 Cherenkov se han utilizado para mediciones rápidas de sincronización 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, para un calorímetro Cherenkov el rendimiento luminoso total es proporcional a la energía de las partículas incidentes.
Los detectores Cherenkov diferenciales utilizan la dirección de la luz.
Al registrar las ubicaciones individuales de los fotones de Cherenkov en un área de sensor sensible a la posición, los detectores RICH luego reconstruyen los ángulos de 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 (por flexión magnética), la combinación de estos dos datos permite deducir la masa de la partícula para poder identificar el tipo de partícula.