Prawo Birksa

Prawo Birksa (nazwane na cześć brytyjskiego fizyka Johna B. Birksa) to empiryczny wzór na wydajność światła na długość ścieżki w funkcji utraty energii na długość ścieżki dla cząstki przechodzącej przez scyntylator i daje zależność, która nie jest liniowa w wysokie wskaźniki strat.

Przegląd

relacja to:

${\ Displaystyle {\ Frac {dL} {dx}} = S {\ Frac {\ Frac {dE} {dx}} {1 + kB {\ Frac {dE} {dx}}}}.}$

gdzie L to wydajność świetlna, S to wydajność scyntylacji, dE/dx to specyficzna strata energii cząstki na długość drogi, k to prawdopodobieństwo wygaszenia, a B to stała proporcjonalności łącząca lokalną gęstość zjonizowanych cząsteczek w punkt na ścieżce cząstki do określonej utraty energii; „Ponieważ k i B pojawiają się tylko jako iloczyn, działają jako jeden parametr, kB , zwany współczynnikiem Birksa, który ma jednostki odległości na energię. Jego wartość zależy od materiału migoczącego”.

kB wynosi 0,126 mm/MeV dla scyntylatorów polistyrenowych i 1,26–2,07 × 10-2 ^g MeV ^-1 cm ^-2 dla scyntylatorów poliwinylotoluenowych .

Birks spekulował, że utrata liniowości jest spowodowana rekombinacją i efektami wygaszania między wzbudzonymi cząsteczkami a otaczającym podłożem. Prawo Birksa zostało przetestowane głównie dla scyntylatorów organicznych . Jego przydatność do scyntylatorów nieorganicznych jest przedmiotem dyskusji. Dobrą dyskusję można znaleźć w Detektory cząstek w akceleratorach: scyntylatory organiczne . Zestawienie stałych Birksa dla różnych materiałów można znaleźć w półempirycznych obliczeniach współczynników gaszenia jonów w scyntylatorach . Bardziej kompletną teorię nasycenia scyntylacyjnego, która daje prawo Birksa, gdy uwzględnione jest tylko jednocząsteczkowe odwzbudzenie, można znaleźć w artykule Blanca, Cambou i De Laforda.