Odpověď na téma: 42. CP SOČ online – obor 02 fyzika

[Aleš Socha]

Ddobrý den,
děkuji za Vaše dotazy, zde jsou mé odpovědi:
1.Nedefinoval jste veličinu šum. Můžete to udělat a popsat, v čem je podstata měření?
Šum je veličina, která nám zkresluje naměřené hodnoty v detektorech. Tento šum se skládá z několika složek:
tepelný: tepelná fluktuace elektronů, v detektoru je vždy přítomná a velikost tepelného šumu je přímo úměrná na teplotě
Shot noise: objemový šum generovaný zpětným proudem
Fluktuace: fluktuace povrchového proudu
Johnsonův šum: vzniká na sériovém odporu nevyprázdněné zóny nebo na kontaktech
Během měření jsem se snažil potlačit především teplotní faktor, který ovlivňuje velikost šumu, a vyprázdnění detektoru od volných elektronů prostřednictvím přiloženého napětí. Tím jsem simuloval podmínky, které budou dodržený při finálním testování detektorů. Poté už jsem pracoval na zefektivnění testovacího postupu.

2.Podle tabulky 2 je relativní rozdíl hodnot šumu při teplotním rozdílu 40°C v řádu jednotek procent, což může být nejistota měření. Zhodnoťte tuto informaci z hlediska významu chlazení.
Při tomto měření jsem chtěl zjistit jaký vliv má teplota na detektor s přiloženým vysokým napětím v porovnání s detektorem bez přiloženého napětí. Detektor s přiloženým napětím vykazoval klesající trend míry elektrického šumu, a naopak detektor bez přiloženého napětí vykazoval téměř dvojnásobnou míru šumu, která jehož hodnoty vykazovaly spíšenahodilé hodntoy.
Je pravda, že relativní rozdíl hodnot šumu při teplotním rozdílu 40°C je v řádu jednotek procent. Ovšem při mém měření jsem chtěl zjistit především trend, kterým se míra šumu vyvíjí. Předpokládám, že se vývoj míry šumu bude vyvijet obdobně jako při mém měření. Po instalaci těchto detektorů do experimentu ATLAS budou tyto detektory schlazeny až na teplotu 4,5 K. Při takto velkém teplotním rozdílu již budou hodnoty šumu mnohem menší než při mém měření.