Временной профиль сигнального импульса, используемый для идентификации типов частиц в детекторах.Форма импульса — это детальный временной профиль сигнала, который регистрирует детектор при взаимодействии с частицей или фотоном. Вместо простой фиксации факта попадания детектор записывает, как электрический сигнал нарастает и спадает со временем. Эта форма несёт информацию о природе взаимодействующей частицы, поскольку разные частицы по-разному теряют энергию — например, быстрый электрон создаёт резкий узкий импульс, а медленное тяжёлое ядро — более широкий и протяжённый. Анализ формы импульса позволяет исследователям различать типы частиц без дополнительных слоёв детектора.
Различение по форме импульса было признано в 1950-х годах в сцинтилляционных детекторах, когда исследователи заметили, что альфа-частицы и электроны дают разные времена затухания в некоторых материалах. Этот метод стал стандартным в ядерной физике, а позднее — в поисках тёмной материи.
Когда частица попадает в сцинтилляционный или полупроводниковый детектор, она возбуждает атомы, которые затем испускают свет или создают носители заряда. Скорость затухания сигнала зависит от плотности ионизации вдоль трека частицы. Плотная ионизация (от тяжёлых частиц) подавляет некоторые каналы возбуждения, изменяя время затухания. Электроника оцифровывает импульс с высокой скоростью, а алгоритмы сравнивают его форму с известными шаблонами для классификации события. Это часто сочетается с измерениями времени пролёта для ещё более надёжной идентификации.
Анализ формы импульса имеет решающее значение в детекторах тёмной материи (например, XENON, LUX) для разделения ядерных отдач (сигнал) и электронных отдач (фон), а также для различения нейтронов и гамма-квантов в радиационном мониторинге.
Некоторые детекторы могут различать частицы только по форме импульса, даже если полная энергия, выделившаяся в детекторе, одинакова — форма импульса подобна отпечатку пальца для типа частицы.
