Детектор частинок. Детектори елементарних частинок

Перша стаття із обіцяного циклу про те, чим я займаюся. На відміну від статей на історичну тематику, джерел тут не проставлятиму. Дуже сумніваюся, що хтось захоче перевіряти мої слова щодо спеціальної літературиособливо англомовної.

Claus Grupen. Particle Detectors (Перекладено російською, гуглите; наш основний підручник)

К.М. Мухін «Експериментальна ядерна фізика» (У чомусь застарів, але написано добре)

При написанні цього циклу статей виходжу з того, що читач знає фізику в обсязі дещо більшому, ніж шкільна програма. Наприклад, університетський курс механіки. Я чесно намагався зробити його максимально популярним, але дещо знати все ж таки треба.

Які частки реєструються у детекторах

Тут мали бути кілька вступних слів про те, що всі речовини складаються з атомів, а десь у цих атомах ховаються елементарні частинки, і вони такі маленькі, що щоб витягнути їх звідти, потрібно будувати великі установки. Таких слів тут не буде, бо це більш-менш загальновідома інформація, яку навчають у школі. Різних елементарних часток дуже багато, вони бувають складові та прості, тобто фундаментальні.
Можливо, читач в курсі, що таке кварки, лептони та фундаментальні бозони. Якщо ні, перед читанням можна просвітитись. Але не обов'язково. Тому що спостерігати у детекторах ми можемо лише ті частки, які встигають долетіти до них за час життя. З фундаментальних це: електрон, мюон, фотон, нейтрино. Гравітони, за ідеєю, теж долітають, але пошук гравітаційних хвиль - окрема пісня і не в нашій частині. Можна також спостерігати складові частинки, складені з кількох кварків. У наведеній таблиці складові частинки можна знайти в розділах "мезони" і "баріони". Мезон – пов'язаний стан двох кварків, баріон – трьох. Сюди не включені короткоживучі частки, які називаються резонансами: повне їх перерахування зайняло б надто багато місця.

Частинки, які ми реєструємо в детекторах, можуть мати дуже різні швидкості, але, ясна річ, не більше швидкостісвітла. Рухаючись із навколосвітньою швидкістю, частка може пролетіти відстань близько 10^8 метрів за секунду. Або, навпаки, кілька метрів за 10-8 секунд. Частка, час життя якої становить 10^-10 секунд, яка народилася в прискорювачі, в точці взаємодії пучків, не встигне пролетіти ті метри, які відокремлюють її від детектора, навіть з урахуванням релятивістського уповільненнячасу. Тому, з усіх адронів практичний інтерес представляє лише реєстрація протонів, півонів (заряджених), каонів та нейтронів. Решту подій слід відновлювати вже за ними.

Калориметрія

Хоча перше, що ви чули про фізику елементарних частинок, швидше за все, пов'язане з LHC, експериментами з протонними пучками високих енергійця фізика аж ніяк не вичерпується. Є ще експерименти з пучками електронів, є нейтринні обсерваторії. Але найбільш вражаюча картинка - це зіткнення протонних пучків. У кожному пучку дофіга (точне число залежить від установки) протонів, у кожному протоні три кварки, при зіткненні вони виявляються дуже близько і ми можемо бачити таку картину.

Ну, то є реконструкція події. Кожна лінія - це трек, траєкторія, якою щось рухалося. Розплутати цей клубок - завдання окреме, але для початку його потрібно хоча б просто бачити. Адже, звичайно ж, ніякий мікроскоп не допоможе людському оку розрізнити частинку розміром 10-13 метра, що летить з навколосвітньою швидкістю. Але попадання такої частки в свинцеву пластину, або хоча б просто шар повітря при атмосферному тиску, викликає наслідки, які ми вже можемо спостерігати.

Потрапляючи в шар речовини, частка віддаватиме енергію в результаті різних процесів. Можна виміряти енергію частки, вловивши її досить товстим шаром. Детектори, де це відбувається, називаються калориметрами. За спеціалізацією калориметри поділяються на електромагнітні та адронні, за пристроєм - на гомогенні та гетерогенні. Гомогенний калориметр – просто шар речовини. Гетерогенний (семплінг-калориметр) складається з кількох шарів, серед яких є поглинаючі та реєструючі. Калориметр може використовувати не лише тверде тіло, а й рідина, і навіть газ. Тобто шар може взагалі бути пластиною. Давайте розберемося, що відбувається у калориметрі.

Втрати на іонізацію

Найпростіший процес, що стосується всіх заряджених частинок, – іонізація. При іонізації, налітає частка передає електрону атома речовини частину своєї енергії, достатню, щоб він теж залишив атом. Вийдуть вже дві частинки, кожна з яких, у свою чергу, може спричинити іонізацію. При цьому максимальна енергія, яку можна передати електрону в атомі, обмежена законами збереження.

Йдеться лише про кінетичну енергію, адже електрон в атомі вже існує, і на його народження енергія не витрачається. Тут E - повна енергія частки, що налітає, р - її імпульс, m - маса. Решта - бета-і гамма-фактори налітає частки, маса електрона і швидкість світла. Таким чином, енергія, яку електрону може передати налітаюча частка, тим менше, чим менша її маса. При цьому чим більше енергія, тим менша різниця, і в ультрарелятивістському випадку електрону можна передати всю енергію. Особливу роль відіграють електрони, що налітають, для яких формула спрощується, переходячи в класичну формулу для центрального зіткнення частинок рівної маси. Максимальна передана кінетична енергіявходить у наближену формулу Бете-Блоха, якою описуються втрати частинок іонізацію.


До складено з констант. Ікс означає довжину, домножену на щільність. Z і А - це зарядове та атомні числа, I – середня енергія іонізації. Ці параметри характеризують конкретну речовину. Залежність від енергії частки, що налітає, задається неявно бета-і гамма-факторами. Бета-фактор – це швидкість частинки в одиницях швидкості світла. Гамма-фактор - він лоренц-фактор - відомий множник з релятивістської кінематики. При зростанні енергії частки, бета-фактор прагне одиниці, а гамма-фактор - до нескінченності. В ділянці, де бета-фактор суттєво відрізняється від одиниці, гамма-фактор малий. Поки швидкість далека від світлової, зворотна пропорційністьквадрата швидкості визначає поведінку функції втрат енергії. Це можна розуміти так, що швидка частка проводить менше часу в кулонівському полі ядра, і її складніше захопити. Коли швидкість наближається до світловий, бета-фактор майже не змінюється, а гамма-фактор швидко зростає, і визначальним стає логарифмічний член. Тобто зростання перетину взаємодії для більш енергійних частинок. Виходить якось так.

На цій картинці можна бачити, що дає формула Бете-Блоха для різних речовин та частинок. Справді, якщо параметри речовини входять у різних місцях, маса частки - лише одному. Тому вісь, за якою відкладено твір бета- і гамма-факторів, тобто наведений імпульс, можна просто зрушувати. При цьому, чим важча частка, тим сильніше доведеться її зрушити, а логарифмічна шкала. Тобто, зі зростанням енергії мінімум іонізації для мюонів настає набагато швидше, ніж для електронів. Для протонів начебто не швидше. Тільки ось протон сам по собі в дві тисячі разів важчий за електрон і майже в десять разів важчий за мюон, так що в абсолютних величинімпульсу шкала буде зсунута так само, як і з мюоном або півонією.

Гальмівне випромінювання

Втрати іонізацію домінують для частинок низької енергії. Це пружні взаємодії, у яких жодних нових частинок не народжується. Однак, взаємодія швидкої зарядженої частинки з кулонівським полем ядра може породжувати фотони. Процес називається гальмівним випромінюванням. Фотон забирає енергію і сам може взаємодіяти з речовиною. Втрати енергії на гальмівне випромінювання задаються:

Z, A - те саме, що і вище; z,m, Е - заряд, маса і енергія частки, що налітає. Втрати на гальмівне випромінювання лінійно залежать від Е, внаслідок чого домінують при високих енергіях. Але чисельно вони обернено пропорційні квадрату маси частки, що налітає. Згадаймо ще раз, що мюон і півонія на два порядки важчі за електрон, а протон - на три. Що дає, відповідно, чотири та шість порядків різниці. Тому як іонізація, так і гальмівне випромінювання добре працюють для електрона, який при проходженні через речовину породжує справжні зливи частинок: фотонів та електронів. Щоб ефективно детектувати потужні частки, доводиться шукати інші методи. Півонія і протон беруть участь у сильних взаємодіях, а ось з мюоном такий номер не проходить. Залишається збільшити установку у багато разів.


Сектор детектора CMS оцінити масштаб проблеми. Зеленого шару достатньо, щоби свою енергію втратили електрони. Жовтого вистачить для адронів. Все, що далі – мюонна система.

Фотони та електромагнітні зливи

Фотон – квант світла. Світло те саме, що бачимо людським окомтільки енергії (і частоти) інші. Фотон таких енергій при попаданні в око запустить багато поганих процесів. Основні з них:

1. Фотоелектричний ефект - випромінювання електронів атомами ока. Домінує за низьких енергій.


2. Комптон-ефект – пружне розсіювання фотона на електронах, що входять до складу атомів ока. Домінує при середніх енергіях.


3. Пряме народження електрон-позитронних пар у кулонівському полі атома ока. Домінує за високих енергій.

Загалом, око, засунуте в прискорювач, не тільки гамма-кванта не побачить, але швидше за все більше нічого ніколи не побачить. Конкретний фотон взаємодіє лише двічі у житті: при народженні та поглинанні. Але вийти зі зливи, не породивши нових частинок, вона може тільки якщо її енергії недостатньо навіть для фотоефекту. Тоді фотон поглинеться електроном атома, перевівши його в збуджений стан. У найпростішої моделізливи, де на кожному наступному кроці виходять дві частинки, кожен крок зменшує середню енергію частки вдвічі. Відповідно, десять кроків зменшать її на три порядки. Енергії переходів з однієї орбіти в іншу - кілька эВ. Енергія первісного фотона (або електрона) може становити кілька МеВ і навіть ГеВ. Тобто, щоб злива почала згасати, має пройти двадцять-тридцять кроків, а в особливо запущених (тобто потужну установку запустили) випадках - ще більше.

Характерний розмір одного кроку визначається радіаційною довжиною - з середньою довжиною на якій електрон втрачає (1-1/e) своєї енергії на гальмівне випромінювання або 7/9 середньої довжинивільного пробігу фотону між народженнями пар. Радіаційна довжина вимірюється в тих самих одиницях, що і ікс у формулах втрат на іонізацію та гальмівне випромінювання. Щоб перевести її у звичні сантиметри, потрібно поділити на густину. Електромагнітна злива може розвиватися на десятки радіаційних довжин. Радіаційна довжина, як правило, обчислюється в десятках грамів на сантиметр квадратний. У перерахунку на сантиметри результат може бути дуже різним, тому що щільності у речовин різні. Так електромагнітна злива в атмосфері може розвиватися на багатьох кілометрах, а товщина пластинки зі свинцю, достатньої для точної калориметрії МеВ-них електронів, не перевищить кількох десятків сантиметрів.

Звичайно, радіаційна довжина, обчислена для мюона, протона або півонії, була б іншою через різницю в масі. На практиці, це означало б, що той же свинцевий калориметр товщиною 10 см (близько 20-ти рад.довжин) півонія пролітав би, не помітивши. У той час як електрон неминуче породив би зливу, яка встигла б розвинутися і згаснути. Таким чином, калориметри для важких частинок потрібно будувати набагато більше.

Адронні зливи

Протони і півонії вдається зловити за рахунок того, що вони беруть участь не тільки в електромагнітному, а й у сильній взаємодії. Якщо електромагнітна взаємодіявідбувалося в кулонівському полі атома, сильне відбувається у полі ядерних сил. Більшість процесів, що там відбуваються, непружні, тобто, вихідна частка поглинається, народжуючи кілька інших. Проте є і процеси пружного розсіювання.

При цьому можуть народжуватися не тільки адрони, але також фотони та електрони, що породять електромагнітні зливи. Можуть вилітати частинки, що складаються з кількох адронів, наприклад усім відома альфа-частка, ядро ​​гелію. Приблизно одна п'ята частина енергії частки, що налітає, йде в "невидиму" енергію ядерних зв'язків, яка не реєструється в калориметрі.


Схема адронного каскаду в поглиначі. Видно електромагнітні зливи, породжені пі0-мезонами

Розмір адронної зливи характеризується ядерною довжиною, яка, для важких атомів, на порядок більша за радіаційну. Це сумно, але альтернатива – чотири-шість порядків різниці у втратах на гальмівне випромінювання. Тому енергія частинок, що беруть участь у сильній взаємодії, вимірюється у такий спосіб. Точна калориметрія адронів утруднена великими флуктуаціями у розвитку зливи. Доводиться винаходити спеціальні процедури зважування, щоб вирішити цю проблему. Тим не менш, енергетична роздільна здатність кращих адронних калориметрів не перевищує 35%, поділених на корінь з енергії. Що на порядок гірше за типові значення для електромагнітних калориметрів.

Детектори для радіаційного захисту

Детектори для ядерної фізики та фізики елементарних частинок

• Детектор черенківського випромінювання
• Газовий іонізаційний детектор

Детектори для експериментів на зустрічних пучках

У фізиці елементарних частинок поняття «детектор» відноситься не тільки до різного типу датчиків для реєстрації частинок, але й до великих установок, створених на їх основі і що включає також інфраструктуру для підтримки їх працездатності (кріогенні системи, системи кондиціювання, електроживлення), електроніку для зчитування та первинної обробки даних, допоміжні системи (напр. надпровідні соленоїди для створення всередині установки магнітного поля). Зазвичай такі установки зараз створюються великими міжнародними групами.

Оскільки будівництво великої установки потребує значних фінансових витрат і людських зусиль, у більшості випадків вона застосовується не для певного завдання, а для цілого спектру різних вимірювань. Основними вимогами до сучасного детектора для експериментів на прискорювачі є:

• Висока ефективність (малий відсоток втрачених частинок або частинок із погано визначеними параметрами)
• Здатність до поділу різних типів частинок, що утворюються в розпаді (півонів, каонів, протонів і т. д.)
• Здатність точного виміруімпульсу заряджених частинок відновлення інваріантної маси нестабільних станів.
• Здатність точного виміру енергії фотонів.

Для специфічних завдань можуть бути потрібні додаткові вимоги, наприклад, для експериментів, що вимірюють CP-порушення в системі B-мезонів важливу рольграє координатне дозвіл у сфері взаємодії пучків.

Необхідність виконання цих умов призводить до типової на сьогоднішній день схеми універсального багатошарового детектора. В англомовній літературі таку схему прийнято порівнювати з цибулею (onion-like structure). У напрямку від центру (області взаємодії пучків) до периферії типовий детектор для прискорювача на зустрічних пучках складається з наступних систем:

Трекова система

Трекова система варта реєстрації траєкторії проходження зарядженої частки: координат області взаємодії, кутів вильоту. У більшості детекторів трекова система поміщена в магнітне поле, що призводить до викривлення траєкторій руху заряджених частинок і дозволяє визначити їхній імпульс і знак заряду.

Трекова система зазвичай виконується на основі газових іонізаційних детекторів або напівпровідникових кремнієвих детекторів.

Система ідентифікації

Система ідентифікації дозволяє відокремити один від одного різні типи заряджених частинок. Принцип роботи систем ідентифікації найчастіше полягає у вимірі швидкості прольоту частки одним із трьох способів:

• по кутку випромінювання черенківського світла у спеціальному радіаторі (а також за фактом наявності або відсутності черенківського випромінювання),
• за часом прольоту до точки реєстрації,
• за густиною питомої іонізації речовини.

Спільно з вимірюванням імпульсу частинки в трековій системі це дає інформацію про масу, а отже, і про тип частинки.

Калориметр

Список детекторів, що працюють або будуються, для прискорювачів на зустрічних пучках

• Детектори на колайдері LHC (CERN)
• Детектори на колайдері Tevatron
• Детектори на електрон-позитронних колайдерах
  • BaBar (колайдер PEP-II, SLAC)
  • Belle (колайдер KEKB, KEK)
  • BES (колайдер BEPC, Пекін)
  • CLEO (колайдер CESR)
  • КЕДР (колайдер ВЕПП-4, Новосибірськ)
  • КМД, СНД (коллайдер ВЕПП-2М, ВЕПП-2000, Новосибірськ)

Прикладне застосування

Крім наукових експериментів, детектори елементарних частинок знаходять застосування і в прикладних завданнях - в медицині (рентгенівські апарати з малою дозою опромінення, томографи, променева терапія), матеріалознавстві (дефектоскопія), для огляду пасажирів і багажу в аеропортах.

Напишіть відгук про статтю "Детектор елементарних частинок"

Література

• K. Груп. Детектори елементарних частинок. Новосибірськ. Сибірський хронограф, 1999р.
• Grupen, C.(June 28-July 10 1999). "Physics of Particle Detection". AIP Conference Proceedings, Instrumentation in Elementary Particle Physics, VIII 536 : 3–34, Istanbul: Dordrecht, D. Reidel Publishing Co.. DOI:.
• Напівпровідникові детектори в дозиметрії іонізуючих випромінювань / В. К. Ляпідевський. - М.: Атоміздат, 1973. - 179 с.

• Ніколаєв, В. А.Твердотільні трекові детектори в радіаційних дослідженнях / Миколаїв, В. А. - СПб. : Вид-во Політехн. ун-ту, 2012. – 284 с. - ISBN 978-5-7422-3530-9.

• Пропорційні та дрейфові камери / Міжнародна нарада за методикою дротяних камер (17 - 20 червня 1975; Дубна).. - Шаблон: Дубна: Изд-во Об'єдн. інст. отрута. дослідж., 1975. – 344 с. - ISBN 978-5-7422-3530-9.

• Акімов, Ю. К.Газові датчики ядерних випромінювань. - Шаблон: Дубна. : ОІЯД, 2011. – 243 с. - ISBN 978-5-9530-0272-1.

Уривок, що характеризує Детектор елементарних частинок

Він продовжував свій щоденник, і ось що він писав у ньому за цей час:
«24 ro листопада.
«Встав о восьмій годині, читав Св. Письмо, потім пішов до посади (П'єр за порадою благодійника вступив на службу в один із комітетів), повернувся до обіду, обідав один (у графині багато гостей, мені неприємних), їв і пив помірно і по обіді списував пієси для братів. Увечері зійшов до графини і розповів смішну історію про Б., і тільки тоді згадав, що цього не мало робити, коли всі вже голосно сміялися.
«Буду спати зі щасливим і спокійним духом. Господи Великий, допоможи мені ходити по стежках Твоїм, 1) перемагати частину гніву – тихістю, повільністю, 2) хіть – помірністю та огидом, 3) віддалятися від суєти, але не відлучати себе від а) державних справ служби, b) від турбот сімейних , с) від дружніх зносин та d) економічних занять».
«27 листопада.
«Встав пізно і прокинувшись довго лежав на ліжку, вдаючись до лінощів. Боже мій! допоможи мені і зміцни мене, щоб я міг ходити дорогами Твоїми. Читав Св. Письмо, але без належного почуття. Прийшов брат Урусов, розмовляли про суєти світу. Розповідав про нові накреслення государя. Я почав було засуджувати, але згадав про свої правила і слова благодійника нашого про те, що справжній масон має бути старанним діячем у державі, коли потрібна його участь, і спокійним споглядачем того, чого він не покликаний. Язик мій ворог мій. Відвідали мене брати Г. В. та О., була підготовча бесіда для прийняття нового брата. Вони покладають на мене обов'язок ритора. Почуваюся слабким і негідним. Потім зайшла мова про пояснення семи стовпів та щаблів храму. 7 наук, 7 чеснот, 7 пороків, 7 дарів Святого Духа. Брат О. був дуже промовистий. Увечері відбулося прийняття. Новий пристрій приміщення багато сприяв пишноті видовища. Прийнято було Бориса Друбецького. Я пропонував його, я був ритором. Дивне почуття хвилювало мене весь час мого перебування з ним у темній храміні. Я застав у собі почуття ненависті, яке я марно прагну подолати. І тому я хотів би істинно врятувати його від злого і ввести його на шлях істини, але погані думки про нього не залишали мене. Мені думалося, що його мета вступу в братство полягала лише в бажанні зблизитися з людьми, бути у фаворі у ложі. Крім тих підстав, що він кілька разів запитував, чи не знаходиться в нашій ложі N. і S. (на що я не міг йому відповідати), крім того, що він за моїми спостереженнями не здатний відчувати повагу до нашого святого Ордену і надто зайнятий і задоволений зовнішньою людиноющоб бажати покращення духовного, я не мав підстав сумніватися в ньому; але він мені здавався нещирим, і весь час, коли я стояв з ним віч-на-віч у темній храмині, мені здавалося, що він зневажливо посміхається на мої слова, і хотілося дійсно вколоти його оголені груди шпагою, яку я тримав, приставленою до неї. . Я не міг бути промовистим і не міг щиро повідомити свого сумніву братам і великому майстрові. Великий Архітектон природи, допоможи мені шукати справжні шляхи, що виводять з лабіринту брехні».
Після цього в щоденнику було пропущено три аркуші, а потім було написано наступне:
«Мав повчальну і довгу розмову наодинці з братом В., який радив мені триматися брата А. Багато чого, хоч і недостойного, мені було відкрито. Адона і є ім'я сотворившего світ. Елоім є ім'я правлячого всім. Третє ім'я, ім'я, яке має значення Усього. Бесіди з братом В. підкріплюють, освіжають і стверджують мене на шляху чесноти. При ньому немає сумніву. Мені зрозуміло відмінність бідного вчення наук громадських з нашим святим, усе, що обіймає вченням. Науки людські все поділяють – аби зрозуміти, все вбивають – щоб розглянути. У святій науці Ордену все одно, все пізнається у своїй сукупності та житті. Трійця – три початку речей – сірка, меркурій та сіль. Сірка елейної та вогняної властивості; вона в поєднанні з сіллю, своєю огненністю збуджує в ній алкання, за допомогою якого притягує меркурій, схоплює його, утримує і сукупно виробляє окремі тіла. Меркурій є рідка і летюча духовна сутність – Христос, Святий Дух, Він».
«3 грудня.
«Прокинувся пізно, читав Святе Письмо, але був байдужий. Потім вийшов і ходив по залі. Хотів розмірковувати, але натомість уяву представила одна подія, що була чотири роки тому. Пан Долохов, після моєї дуелі зустрівшись зі мною в Москві, сказав мені, що він сподівається, що я користуюся тепер повним душевним спокоєм, незважаючи на відсутність моєї дружини. Я тоді нічого не відповів. Тепер я пригадав усі подробиці цього побачення і в душі своїй говорив йому найзлісніші слова й колкі відповіді. Схаменувся і кинув цю думку тільки тоді, коли побачив себе в розпалі гніву; але недостатньо покаявся в цьому. Потім прийшов Борис Друбецькой і почав розповідати різні пригоди; я ж з самого його приходу став незадоволений його відвідуванням і сказав йому щось неприємне. Він заперечив. Я спалахнув і наговорив йому безліч неприємних і навіть грубих. Він замовк і я схаменувся тільки тоді, коли було вже пізно. Боже мій, я зовсім не вмію з ним поводитися. Цьому причиною моє самолюбство. Я ставлю себе вище за нього і тому роблюся набагато його гіршим, бо він поблажливий до моїх грубостей, а я навпроти того маю до нього зневагу. Боже мій, даруй мені в присутності його бачити більше мою гидоту і чинити так, щоб і йому це було корисно. Після обіду заснув і коли засинав, виразно почув голос, що сказав мені в ліве вухо: – „Твій день“.
«Я бачив уві сні, що йду я в темряві, і раптом оточений собаками, але йду без страху; раптом одна невелика схопила мене за ліве стегно зубами і не випускає. Я почав тиснути її руками. І щойно я відірвав її, як інша, ще більша, почала гризти мене. Я став піднімати її і чим більше піднімав, тим вона ставала більшою і важкою. І раптом іде брат А. і, взявши мене під руку, повів із собою і привів до будівлі, для входу в яку треба було пройти вузькою дошкою. Я ступив на неї і дошка відігнулася і впала, і я став лізти на паркан, до якого ледве сягав руками. Після величезних зусиль я перетягнув своє тіло так, що ноги висіли на одній, а тулуб на іншій стороні. Я озирнувся і побачив, що брат А. стоїть на паркані і вказує мені на велику алею та сад, і в саду велику та прекрасну будівлю. Я прокинувся. Господи, Великий Архітектон природи! допоможи мені відірвати від себе собак – пристрастей моїх і останню з них, що сполучає в собі сили всіх колишніх, і допоможи мені вступити до того храму чесноти, якого я досягнув уві сні».
«7 грудня.
«Бачив сон, ніби Йосип Олексійович у моєму домі сидить, я дуже радий, і бажаю пригостити його. Наче я зі сторонніми невгамовно говорю і раптом згадав, що це йому не може подобатися, і бажаю до нього наблизитися і його обійняти. Але щойно наблизився, бачу, що обличчя його перетворилося, стало молоде, і він мені тихо щось говорить із вчення Ордена, так тихо, що я не можу почути. Потім, ніби, вийшли ми всі з кімнати, і щось тут сталося химерне. Ми сиділи чи лежали на підлозі. Він мені щось казав. А мені ніби захотілося показати йому свою чутливість і я, не вслухаючись у його промови, став уявляти собі стан свого. внутрішньої людиниі милість Божу, що мене осяяла. І з'явилися у мене сльози на очах, і я був задоволений, що він це помітив. Але він глянув на мене з досадою і схопився, припинивши свою розмову. Я обробив і спитав, чи не до мене сказане стосувалося; але він нічого не відповідав, показав мені лагідний вигляд, і потім раптом опинилися ми в моїй спальні, де стоїть подвійне ліжко. Він ліг на неї на край, і я ніби палав до нього бажанням пеститись і прилягти тут же. І він ніби в мене питає: „Скажіть по правді, яку ви маєте головну пристрасть? Чи впізнали ви його? Я думаю, що ви вже його впізнали“. Я, зніяковівши цим питанням, відповідав, що ліньки моя головна пристрасть. Він недовірливо похитав головою. І я йому, ще більше зніяковівши, відповідав, що я, хоч і живу з дружиною, за його порадою, але не як чоловік своєї дружини. На це він заперечив, що не повинно дружину позбавляти своєї ласки, дав відчувати, що в цьому був мій обов'язок. Але я відповідав, що я соромлюся цього, і раптом все зникло. І я прокинувся, і знайшов у думках своїх текст Св. Письма: Живіт був світло людиною, і світло в темряві світить і темрява його не обійнятий. Обличчя у Йосипа Олексійовича було молоде і світле. Цього дня отримав листа від благодійника, в якому він пише про обов'язки подружжя».

2.1. Газорозрядні детектори. Лічильники Гейгера-Троста, пропорційні лічильники, іонізаційні камери. Сцинтиляційні лічильники.

2.2. Черенківські лічильники. Напівпровідникові лічильники.

2.3. Трекові детектори з фільмовим зніманням інформації. Камера Вільсона, бульбашкові камери, іскрові та стрімерні камери. Метод ядерних фотоемульсій.

2.4. Безфільм камери. Пропорційні та дрейфові камери. Годоскопічні системи із сцинтиляційних та черенківських лічильників.

Методи вимірювань та математичної обробки даних

3.1. Методи спектрометричних вимірів. Магнітні спектрометри. Спектрометричні тракти вимірювань із напівпровідниковими та сцинтиляційними лічильниками з виведенням даних на ЕОМ. Методи зображення багатовимірних спектрів.

3.2. Дозиметричні виміри. Допустимі потоки випромінювань. Методи захисту.

3.3. Методи автоматичного оброблення фотографій трекових приладів. Механіко-оптичні та електронні системи сканування з виведенням даних на ЕОМ.

3.4. Фізичні установки з автоматичним висновкомданих на ЕОМ. Типи накопичувальних пристроїв. Використання різних класів ЕОМ для прийому, попередньої обробки та накопичення інформації, а також для контролю та управління.

Методи обробки експериментальних даних

4.1. Основні поняття математичної статистики. Теорія статистичних оцінокта перевірки гіпотез. Метод максимальної правдоподібності. Планування експерименту.

4.2. Системи математичних програмобробки та аналізу фізичних результатів. Геометрична реконструкція пучків частинок. Система розпізнавання певного класу подій. Аналіз фізичних результатів.

VIII. Основні відомості
з експериментальної ядерної фізики

Основні властивостіелементарних частинок

1.1. Рух заряджених частинок в електричних та магнітних полях; рівняння руху.

1.2. Взаємодія заряджених частинок із речовиною. Іонізаційні втрати та пробіг важких заряджених частинок; проходження бета-частинок через речовину. Взаємодія нейтральних частинок із речовиною.

1.3. Елементарні частинки та ядра. Основні показники ядер. Фізичні властивостічастинок: заряди, маса, спин, парність, ізоспін. Часи життя частинок.

Методи реєстрації елементарних частинок

2.1. Методи реєстрації заряджених та нейтральних частинок.

2.2. Газонаповнені лічильники та їх типи. Іонізаційні камери. Газонаповнені камери з оптичним методомзнімання інформації. Іскрові та стрімерні камери.

2.3. Газонаповнені камери з електронними методамизнімання інформації. Багатодротяні іскрові, пропорційні та дрейфові камери.

2.4. Сцинтиляційні та черенківські детектори. Фотопомножувачі.

2.5. Напівпровідникові датчики. Позиційно-чутливі
детектори.

2.6. Реєстрація частинок за допомогою бульбашкових камер.

Статистична обробкарезультатів вимірів

3.1. Основи теорії ймовірностей. Випадкові величини. Основні закони розподілу випадкових величин: біноміальний розподіл Пуассон, розподіл Гаусса.

3.2. Основи теорії помилок вимірів.

3.3. Основи теорії прорахунків систем, що реєструють.

IX. Загальна радіоелектроніка та обчислювальна техніка
(з технічної галузі науки)

Методи розрахунку електричних ланцюгів та схем

1.1. Аналіз лінійних електричних кіл. Еквівалентні схеми. Закони Кірхгофа, теорема про еквівалентний генератор, метод вузлових потенціалів, метод контурних струмів. Чотириполюсники.

1.2. Аналіз електричних сигналів. Дельта-функція та ступінчаста функція. Перетворення Фур'є.

1.3. Передача сигналів через лінійні системи. Диференціальні рівняння, що описують процеси в електричних ланцюгах. Імпульсна характеристика лінійної системи. Інтеграл суперпозиції. Формула згортання. Передатна функція. Перехідні процеси у довгих ланцюгах.

1.4. Основи операційного обчислення. Перетворення Лапласа.

1.5. Основи логіки алгебри. Упорядкування логічних електронних схем.

Напівпровідникові прилади

2.1.Фізичні принципироботи напівпровідникових приладів. Їхня класифікація.

2.2. Напівпровідникові діоди. Принцип дії, основні характеристики, параметри та режими роботи. Різновиди діодів: імпульсні діоди, діоди з накопиченням заряду, тунельні діоди, стабілітрони, світловипромінюючі діоди та ін. Приклади застосування.

2.3. Біполярні транзистори. Принцип дії, основні характеристики, параметри та режими роботи. Схеми включення, еквівалентні схеми, робота в лінійному та ключовому режимах. Різновиди тріодів. Приклади застосування.

2.4. Польові транзистори. Принцип дії, різновиди польових транзисторів. Основні характеристики, параметри та режими роботи. Приклади застосування.

2.5. Інші різновиди напівпровідникових приладів: диністор, тиристор, одноперехідний транзистор та ін. Їх основні характеристики та параметри. Приклади застосування.

Інтегральні схеми

3.1. Гібридні та монолітні інтегральні схеми. Монолітні інтегральні схеми на основі біполярних та МДП-транзисторів, їх особливості. Технологія виробництва інтегральних схем різних типів.

3.2. Аналогові інтегральні схеми: диференціальні та операційні підсилювачі, регулятори напруги, перетворювачі код-аналог та аналог-код. Їхні основні параметри, приклади застосування.

3.3. Логічні інтегральні схеми. Їхня класифікація за схемо-технічним виконанням. Основні параметри. Швидкодія схем. Система логічних елементів. Типи тригерів. Приклади застосування.

3.4. Інтегральні схеми із середнім ступенем інтеграції: лічильники, регістри, комутатори, дешифратори, суматори та ін.

3.5. Інтегральні схеми з великим ступенемінтеграції: складні логічні пристрої, що запам'ятовують пристрої, мікропроцесори та ін. Шляхи подальшого підвищення ступеня інтеграції.

У ядерній фізиці та фізиці елементарних частинок, а також у численних галузях науки, що використовують у своїй практиці радіоактивні частинки (медицина, судова експертиза, промисловий контроль тощо), суттєве місце відводиться питанням виявлення, ідентифікації, спектрального аналізузаряджених частинок та фотонів високих енергій ( рентгенівських променівта гамма-променів). Спочатку розглянемо детектори рентгенівського та гамма-випромінювання, а потім детектори заряджених частинок.

Детектори рентгенівського та гамма-випромінювання.

Мал. 15.19. Пропорційний лічильник частинок.

Іонізаційна камера, пропорційний лічильник, лічильник Гейгера. Ці детектори складаються з циліндричної (як правило) камери, що має в діаметрі кілька сантиметрів, і тонкого дроту, що проходить в центрі. Камера буває заповнена газом або сумішшю газів. З одного боку є вузьке «віконце» з матеріалу, що пропускає випромінювання, що вас цікавить (пластик, берилій і т.п.). Центральний провід має позитивний потенціал та підключається до деякої електронної схеми. Типова конструкціятакого детектора представлено на рис. 15.19.

Коли в камері з'являється квант випромінювання, він іонізує атом і той випускає фотоелектрон, останній потім віддає енергію, іонізуючи атоми газу до тих пір, поки запас енергії не вичерпається. Виявляється, що електрон віддає близько 20 В енергії з розрахунку на створювану ним пару електрон-іон, отже, повний заряд, вивільнений фотоелектроном, пропорційний енергії, яку спочатку несло випромінювання. В іонізаційній камері цей заряд збирається та посилюється підсилювачем заряду (інтегруючим), який працює також як фотопомножувач. Отже, вихідний імпульс пропорційний енергії випромінювання. Аналогічно працює пропорційний лічильник, але на його центральному дроті підтримується більше висока напруга, отже, електрони, що притягуються до нього, викликають додаткову іонізацію і результуючий сигнал виходить великим. Ефект множення заряду дозволяє використовувати пропорційні лічильники при невеликих значеннях енергії випромінювання (порядку кіловольт і нижче), коли використовувати іонізаційні лічильники неможливо. У лічильнику Гейгера на центральному дроті підтримується досить висока напруга, у якому будь-яка початкова іонізація породжує великий одиночний вихідний імпульс (фіксованої величини). В даному випадку ви отримуєте хороший великий вихідний імпульс, але не маєте жодної інформації про енергію рентгенівського випромінювання.

У розд. 15.16 ви познайомитеся з цікавим приладом, який називається аналізатором ширини імпульсів, який дозволяє перетворити послідовність імпульсів різної ширини в гістограму. Якщо ширина імпульсу є мірою енергії частки, то за допомогою такого приладу отримаємо не що інше, як енергетичний спектр! Отже, з допомогою пропорційного лічильника (але не лічильника Гейгера) можна проводити спектрографічний аналіз випромінювання.

Подібні газонаповнені лічильники використовують у діапазоні значень енергії від до. Пропорційні лічильники мають роздільну здатність близько 15% при значенні енергії (поширена для випромінювання калібрування, яке забезпечує розпад заліза-55). Вони недорогі і можуть мати як дуже великі, так і дуже маленькі габарити, але для них потрібне високостабільне джерело живлення. експоненційному законуз напругою), і вони не відрізняються високою швидкодією (максимальна практично досяжна швидкість рахунку грубо визначається величиною 25 000 імп/с).

Сцинтилятори. Сцинтилятори перетворюють енергію фотоелектрона, електрона Комптону або пари електрон-позитрон у світловий імпульс, який сприймається підключеним до приладу фотомножником.

Поширеним сцинтилятором є кристалічний йодид натрію з домішкою талію. Як і в пропорційному лічильнику, в цьому датчику вихідний імпульс пропорційний енергії рентгенівського (або гамма) випромінювання, що надходить, а це означає, що за допомогою аналізатора ширини імпульсів можна проводити спектрографічний аналіз (розд. 15.16). Зазвичай кристал забезпечує роздільну здатність близько 6% при значенні енергії 1,3 МеВ (поширена для гамма-випромінювання калібрування, яке забезпечує розпад) і використовується в енергетичному діапазоні від до декількох ГеВ. Світловий імпульс має тривалість порядку , отже, ці детектори мають досить високу швидкодію. Кристали можуть мати різні розміри, аж до кількох сантиметрів, проте вони сильно поглинають воду, отже, зберігати їх слід у закритому вигляді. У зв'язку з тим, що світло потрібно якимось чином усувати, кристали зазвичай постачають у металевому корпусі, що має віконце, закрите тонкою пластинкою алюмінію або берилію, в якому знаходиться інтегральний помножувач.

У сцинтиляторах використовують також пластики ( органічні матеріали), які відрізняються тим, що вони дуже недорогі. Дозвіл у них гірший, ніж у йодиду натрію, і використовують їх в основному в тих випадках, коли мають справу з енергією вище 1 МеВ. Світлові імпульси виходять дуже короткими – їх тривалість становить приблизно 10 не. У біологічних дослідженняхяк сцинтилятор використовують рідини («коктейлі»). При цьому матеріал, що досліджується на радіоактивність, домішується до коктейлю, який поміщається в темну камеру з фотомножником. У біологічних лабораторіях можна зустріти дуже гарні прилади, у яких процес автоматизовано; в них через камеру лічильника одна за одною поміщаються різні ампули та реєструються результати.

Детектори на жорсткому тілі. Як і в інших областях електроніки, революцію в області виявлення рентгенівського та гамма-випромінювання зробили досягнення у технології виготовлення кремнієвих та германієвих напівпровідників. Детектори на твердому тілі працюють точно так, як класичні іонізаційні камери, але активний об'єм камери заповнюється в цьому випадку непровідним (чистим) напівпровідником. Доданий потенціал порядку 1000 викликає іонізацію і генерує імпульс заряду. При використанні кремнію електрон втрачає всього близько 2 еВ на пару електрон-іон, отже, при тій же енергії рентгенівського випромінювання створюється набагато більше іонів, ніж у пропорційному газонаповненому детекторі, і забезпечується кращий енергетичний дозвіл завдяки більш представницьким статистичним даним. Деякі інші менш значні ефекти також сприяють тому, що прилад має покращені характеристики.

Випускають кілька різновидів детекторів на твердому тілі: на основі (називаються), («жил-ли») і чистого германію (або IG), що відрізняються один від одного матеріалом напівпровідника і домішок, що використовуються для забезпечення ізолюючих властивостей. Всі вони працюють при температурі рідкого азоту і всі типи напівпровідників з домішкою літію потрібно постійно тримати в холодному стані (підвищена температура впливає на детектор так само погано, як на свіжу рибу). Типові детектори на основі мають діаметр від 4 до 16 мм та використовуються в енергетичному діапазоні від 1 до . Детектори на основі IG використовують при роботі з більш високими значеннями енергії, від до 10 МеВ. Хороші детектори на основі мають роздільну здатність 150 еВ при значенні енергії (дозвіл у 6-9 разів кращий, ніж у пропорційних лічильників), германієві детекторимають дозвіл порядку при значенні енергії 1,3 МеВ.

Мал. 15.20. Рентгенівський спектр листа нержавіючої сталі, отриманий за допомогою пропорційного аргонового лічильника і детектора на основі .

Для того, щоб проілюструвати, що дає таке висока якістьМи бомбардували лист нержавіючої сталі протонами з енергією 2 МеВ і проаналізували отриманий рентгенівський спектр. Це явище називають рентгенівською емісією за рахунок протонів, і воно є потужним засобом аналізу речовин, за якого використовується взаємне розташуванняспектрів елементів. На рис. 15.20 показаний енергетичний спектр (отриманий за допомогою аналізатора ширини імпульсів), кожному елементу відповідають два видимі рентгенівські імпульси, принаймні при використанні детектора на основі . На графіку можна побачити залізо, нікель та хром. Якщо нижню частину графіка укрупнити, можна побачити й інші елементи. З використанням пропорційного лічильника виходить «каша».

Мал. 15.21 ілюструє аналогічне положення для детекторів гамма-випромінювання.

Мал. 15.21. Гамма-спектр кобальту-60, отриманий за допомогою сцинтилятора на основі йодиду натрію та детектора на основі Ge(Li). (З брошури Canberra Ge(Li) Detector Systems фірми Canberra Industries, Inc.)

Мал. 15.22. Кріостат з датчиком. (З дозволу фірми Canberra Industries, )

На цей раз порівнюються між собою сцинтилятор на основі та датчик на основі. Цей графік нам допомогли отримати колеги з компанії Canberra Industries. Висловлюємо подяку містеру Тенчу. Як і в попередньому випадку, перевага щодо роздільної здатності виявилася на стороні детекторів на твердому тілі.

Детектори на твердому тілі мають найвищу енергетичну роздільну здатність серед усіх детекторів рентгенівського і гамма-випромінювання, але у них є й недоліки: маленька активна область у великому і незграбному корпусі (див., наприклад, рис. 15.22), відносно невисока швидкодія (час відновлення) складає і більше), висока вартість і, крім того, для роботи з ними потрібно запастись великим терпінням (але може бути вам і сподобається няньчитися з «пожирачем» рідкого азоту, хто знає).

Детектори заряджених частинок.

Детектори з поверхневим енергетичним бар'єром. Ці германієві та кремнієві детектори аналогічні детекторам з . Однак їх не потрібно охолоджувати, а це значно полегшує конструктивне оформлення приладу. (А у вас з'являється шанс отримати вільний час!) Детектори з поверхневим енергетичним бар'єром випускають із діаметрами від 3 до 50 мм. Їх використовують в енергетичному діапазоні від 1 МеВ до сотень МеВ, вони мають роздільну здатність від 0,2 до 1% при значенні енергії альфа-часток, що дорівнює 5,5 МеВ (поширене енергетичне калібрування, яке забезпечується при розпаді америція-241).

Детектори Черенкова. При дуже високих значенняхенергії (1 ГеВ і вище) заряджена частка може випередити світло в матеріальному середовищі та викликати випромінювання Черенкова, «видиму ударну хвилю». Вони знаходять широке застосуванняпри експериментах у фізиці високих енергій

Іонізаційні камери. Класичну газонаповнену камеру, яку ми розглянули вище у зв'язку з рентгенівським випромінюванням, можна використовувати також як детектор заряджених частинок. Найпростіша іонізаційна камера складається з камери, заповненої аргоном, і дроту, що проходить по всій її довжині. Залежно від того, для роботи з якими енергіями призначена камера, її довжина може становити від кількох сантиметрів до кількох десятків сантиметрів; у деяких різновидах приладу використовують не один, а кілька дротів або пластин та інші гази-наповнювачі.

Душові камери. Душова камера є електронним еквівалентом іонізаційної камери. Електрон потрапляє в камеру, заповнену рідким аргоном, і створює душ із заряджених частинок, які потім притягуються до заряджених пластин.

Фахівці у галузі фізики високих енергій люблять називати такі прилади калориметрами.

Сцинтиляційні камери. Заряджену частинку можна виявити з дуже гарною енергетичною роздільною здатністю за допомогою фотопомножувачів за ультрафіолетовими спалахами, які виникають при русі зарядженої частинки в камері, заповненої рідким або газоподібним аргоном або ксеноном. Сцинтиляційні камери мають більш високу швидкодію в порівнянні з іонізаційними та душовими камерами.

Дрейф камери. Це нове досягненняв галузі фізики високих енергій, що зумовлено успіхами в галузі швидкодіючих діалогових обчислювальних систем. Концепція їх проста: камера, в якій під атмосферним тиском знаходиться газ (звичайна суміш аргону з етаном) та безліч дротів із прикладеною до них напругою. У камері діють електричні поля, і коли до неї потрапляє заряджена частка, що іонізує газ, іони виявляються у сфері дії проводів. Відстежуються амплітуди сигналів та моменти часу по всіх проводах (ось тут і приходить на допомогу ЕОМ), і на основі цієї інформації будується траєкторія руху частки. Якщо в камері діє магнітне поле, то можна також визначити кількість руху.

Дрейфова камера завоювала становище універсального детектора заряджених частинок для фізики високих енергій. Вона може забезпечити просторову роздільну здатність близько 0,2 мм і вище для обсягів, які можуть вмістити навіть вас.

У російськомовній науковій та навчальної літературивідомо дуже мало видань на тему цієї книги, і вони вже давно стали бібліографічною рідкістю.
Дане видання вигідно відрізняє повнота викладу принципів роботи детекторних систем, систематичність опису їх технічного устрою та практичної реалізації, а також обговорення сфери їх застосування.
Книга містить велику бібліографію (більше 600 посилань на книжкові видання та оригінальні статті в сучасних фізичних журналах) та глосарій, що включає стислу інформацію про сферу застосування, переваги та недоліки кожного з розглянутих типів детекторів.
Це чудовий навчальний та довідковий посібник для всіх, хто застосовує детектори випромінювань та елементарних частинок у своїй практичній діяльності.

Взаємодія частинок та випромінювання з речовиною.
Частинки та випромінювання не можуть бути зареєстровані безпосередньо, а лише через їх взаємодію з речовиною. Взаємодії заряджених частинок, взагалі, відрізняються від взаємодій нейтральних частинок, наприклад, фотонів. Кожен процес взаємодії може бути основою деякого виду детектування. Існує безліч різних типів взаємодій та, як наслідок, велика кількість детекторів частинок та випромінювання. Крім того, для однієї і тієї ж частинки при різних енергіях істотну рольможуть грати різні типивзаємодії.

У цьому розділі будуть детально розглянуті основні механізми взаємодії частинок із речовиною. Деякі ефекти будуть згадані під час опису конкретних типівдетектори. Ми не виводитимемо вирази для перерізів з перших принципів, а наведемо лише остаточні результати в тому вигляді, в якому вони застосовуються для детекторів частинок.

Зміст
Передмова редакторів перекладу Передмова до російського видання Передмова автора Вступ
1 Взаємодія частинок та випромінювання з речовиною
1.1 Взаємодія заряджених частинок із речовиною
1.1.1 Втрати енергії на іонізацію та збудження
1.1.2 Питома іонізація
1.1.3 Багаторазове розсіювання
1.1.4 Гальмівне випромінювання
1.1.5 Пряме народження електрон-позитронних пар
1.1.6 Втрати енергії на фотоядерні взаємодії
1.1.7 Повні втрати енергії
1.1.8 Співвідношення пробіг-енергія для заряджених частинок
1.2 Взаємодія фотонів
1.2.1 Фотоефект
1.2.2 Комптон-ефект
1.2.3 Народження пар
1.2.4 Повний переріз поглинання фотонів
1.3 Сильне взаємодія адронів
1.4 Дрейф та дифузія в газах
2 Основні характеристики детекторів частинок
3 Одиниці виміру випромінювання
4 Детектори для іонізаційних та трекових вимірювань
4.1 Іонізаційні камери
4.2 Пропорційні лічильники
4.3 Лічильники Гейгера
4.4 Стримерні трубки
4.5 Реєстрація частинок у рідинах
4.6 Багатодротяні пропорційні камери
4.7 Плоскі дрейфові камери
4.8 Циліндричні дротяні камери
4.8.1 Циліндричні пропорційні та дрейфові камери
4.8.2 Струменеві дрейфові камери
4.8.3 Часпроекційні камери (ВПК)
4.9 Часопроекційні камери з оптичним зніманням
4.10 Ефекти старіння у дротяних камерах
4.11 Пухирцеві камери
4.12 Камери Вільсона
4.13 Стримерні камери
4.14 Камери на розрядних трубках
4.15 Іскрові камери
4.16 Ядерні емульсії
4.17 Кристали галоїдного срібла
4.18 Рентгенівські плівки
4.19 Термолюмінесцентні детектори
4.20 Радіофотолюмінесцентні детектори
4.21 Пластикові детектори
4.22 Порівняння детекторів для іонізаційних та трекових вимірювань
5 Тимчасові виміри
5.1 Фотопомножувачі
5.2 Сцинтиляційні лічильники
5.3 Плоскі іскрові лічильники
6 Ідентифікація частинок
6.1 Нейтронні лічильники
6.2 Детектори нейтрино
6.3 Лічильники часу прольоту
6.4 Черенківські лічильники
6.5 Детектори перехідного випромінювання (ДПІ)
6.6 Поділ з енергетичних втрат
6.7 Порівняння методів ідентифікації частинок
7 Вимірювання енергії
7.1 Твердотільні детектори
7.2 Калориметри електронів та фотонів
7.3 Адронні калориметри
7.4 Ідентифікація частинок у калориметрах
7.5 Калібрування та моніторування калориметрів
7.6 Кріогенні калориметри
8 Вимірювання імпульсу
8.1 Магнітні спектрометри для експериментів з фіксованою мішенню
8.2 Магнітні спектрометри для спеціальних додатків
9 Електроніка
10 Обробка інформації
Додаток А: таблиця фундаментальних фізичних констант
Додаток Б: визначення фізичних величинта їх одиниці
Список літератури
Алфавітний покажчик.

Безкоштовно завантажити електронну книгу у зручному форматі, дивитися та читати:
Скачати книгу Детектори елементарних частинок, Довідкове видання, Груп К., 1999 - fileskachat.com, швидке і безкоштовне скачування.