Utilizzo del silicio nella fisica delle alte energie: ingegnerizzazione e costruzione del calorimetro QcalT

I rivelatori a Gas sono stati tra i primi dispositivi utilizzati per la rivelazione di p particelle. Essi sfruttano la ionizzazione prodotta dal passaggio di un n fotone o di una particella carica in u un gas; in tale processo un elettrone viene rimosso da un atomo o da u una molecola in modo da creare u una coppia elettrone-ione positivo (e^-X⁺).

La ionizzazione consiste nella generazione di uno o più ioni a causa della rimozione o addizione di elettroni da una entità molecolare neutra (cioè atomi o molecole), che può essere causata da collisioni tra particelle o per assorbimento di radiazioni. Per togliere un elettrone ad un atomo, e quindi farlo diventare uno ione, gli si può fornire una certa quantità di energia, che viene chiamata energia di ionizzazione, che varia a seconda d della specie atomica.
Naturalmente, più gli elettroni sono vicini al nucleo (come nei non metalli), tanto maggiore è la quantità di energia che deve essere somministrata per allontanare gli elettroni dall'atomo.
"Normalmente" un atomo ha una carica elettrica complessiva pari a zero; il suo nucleo è composto da un certo numero di protoni e neutroni circondati da elettroni, ed il numero degli elettroni sarà uguale a quello dei protoni.

Come abbiamo detto in precedenza, in certe circostanze, tuttavia, uno o più elettroni possono venire strappati via dall'atomo dando vita al fenomeno di ionizzazione. Dal momento che occorre una certa energia per provocare questa separazione ciò può avvenire se l'atomo assorbe un fotone altamente energetico (per esempio, nell'ultravioletto) oppure facendo collidere l'atomo con un altro atomo o ione in un gas molto caldo.
Alla fine, però, l'atomo ed il suo elettrone perduto tenderanno a ricombinarsi; quando ciò avviene, viene emesso un fotone. Ciò che è sorprendente notare, è che il numero delle coppie dipende dal tipo di gas più che dal tipo di radiazione ionizzante.