Для анализа результатов различных
экспериментов, важно знать какие процессы
происходят при взаимодействии частицы
с веществом мишени. Регистрация частиц также
происходит в результате их взаимодействия
с веществом детектора.
Взаимодействие частиц с веществом
зависит от их типа, заряда, массы и энергии.
Заряженные частицы ионизуют атомы вещества,
взаимодействуя с атомными электронами. Нейтроны
и гамма-кванты, сталкиваясь с частицами
в веществе, передают им свою энергию, вызывая
ионизацию за счет вторичных заряженных частиц. В
случае гамма-квантов основными процессами,
приводящими к образованию заряженных частиц,
являются фотоэффект, эффект Комптона и рождение
электрон-позитронных пар. Взаимодействие частиц
с веществом зависит от таких характеристик
вещества как его плотность, атомный номер
вещества, средний ионизационный потенциал
вещества.
Каждое взаимодействие приводит к
потере энергии частицей и к изменению
траектории её движения. В случае пучка
заряженных частиц с кинетической энергией Е,
проходящих слой вещества, их энергия уменьшается
по мере прохождения вещества, разброс энергий
частиц пучка увеличивается. Пучок расширяется за
счет многократного рассеяния.
Между проходящей в среде частицей и
частицами вещества (электронами, атомными
ядрами) могут происходить различные реакции. Как
правило, их вероятность заметно меньше, чем
вероятность ионизации. Однако реакции важны, в
тех случаях, когда взаимодействующая с веществом
частица является нейтральной. Например, нейтрино
можно зарегистрировать по их взаимодействию с
электронами вещества детектора или в результате
их взаимодействия с нуклонами ядра. Нейтроны
регистрируются по протонам отдачи или по ядерным
реакциям, которые они вызывают.
