了解宇宙的主要方法之一是将粒子粉碎在一起,然后观察碰撞后留下的粒子。为了做到这一点,比如监测核反应堆,你需要检测这些粒子。
通常的方法是得到一片硅,其中所有的电子都粘在原子上,所以它的导电性不好。如果一个粒子撞到探测器上,它会把硅原子上的电子撞下来,这就增加了导电性,从而产生电流脉冲。然后可以检测到这一点。
硅探测器有两个主要问题——硅结构不是特别坚固,可能会被辐射损坏;把一个电子从原子上撞下来不需要太多能量,这意味着由于热振动,它会一直发生。为了尽量减少这种情况,探测器必须冷却到-200°C,这可能是困难的。
钻石探测器有一个解决方案:用碳代替硅。碳在元素周期表中位于硅之上,因此具有相似的性质,但它必须以非常纯净的钻石的形式才能起作用。钻石因其非常坚固而闻名,所以损坏不是问题,而且将电子从原子上撞下来需要更多的能量,所以噪音要小得多。噪音小得多,你可以在100°C下运行探测器。钻石探测器已经安装在欧洲核子研究中心新的大型强子对撞机上,该对撞机将于今年年底投入使用。
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