npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562922010365npe-242Research ArticleВзаимодействие плазмы, пучков частиц и излучения с веществомInteraction of Plasma, Particle Beams and Radiation with MatterОткрытие субпуассоновской статистики световых фотонов в сцинтилляторах, которое не состоялосьDiscovery of Sub-Poissonian Statistics of Light Photons in Scintillators That Did Not Take PlaceСамедовВ. В.SamedovV. V.

Москва, 115409

Moscow, 115409

v-samedov@yandex.ruНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202203052024135473481Copyright © Самедов В.В., 20242024Самедов В.В.Samedov V.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/242

В работе “Антикорреляции фотоэлектронов и субпуассоновская статистика в сцинтилляционных детекторах”, А. Бусселхэм с соавторами, при рассмотрении регистрации рентгеновского излучения сцинтилляционным детектором, ввели два фактора Фано ‒ фактор Фано для сцинтилляционных фотонов и фактор Фано для фотоэлектронов. Они заявили, что их экспериментальные данные дают прямые доказательства субпуассоновской статистики для световых фотонов в сцинтилляторах. Точное математическое описание процессов при регистрации рентгеновских лучей сцинтилляционным детектором позволяет получить правильные формулы для среднего значения, дисперсии амплитуды на выходе фотодетекторов и формулы для ковариации между сигналами фотодетекторов. Из анализа этих формул следует, что сцинтилляционный детектор должен характеризоваться только одним фактором Фано, определяющим флуктуации процесса образования электронно-дырочных пар в сцинтилляторе. Так как фактор Фано для электронно-дырочных пар в сцинтилляторах имеет значение порядка 0.1, то это объясняет полученные в статье результаты. Таким образом, открытие субпуассоновской статистики для световых фотонов в сцинтилляторах не состоялось.

 

When considering X-ray radiation registration by a scintillation detector, A. Bousselham et al. (Photoelectron Anticorrelations and Sub-Poisson Statistics in Scintillation Detectors), introduced two Fano factors (the Fano factor for scintillation photons and the Fano factor for photoelectrons). They stated their experimental data provided direct evidence for sub-Poissonian statistics for light photons in scintillators. An accurate mathematical description of the processes in the X-rays registration by a scintillation detector allows one to obtain the correct formulas for the mean value, the output signal variance of photodetectors, and the formula for the covariance between the signals of photodetectors. An analysis of these formulas allows one to conclude that a scintillation detector should be characterized by only one Fano factor, which determines the fluctuations of the electron–hole pair generation process in the scintillator. Since the Fano factor for electron–hole pairs in scintillators is on the order of 0.1, this fact explains the results obtained in the article. Thus, the discovery of sub-Poissonian statistics for light photons in scintillators did not take place.

сцинтилляционный детекторфотодетекторэнергетическое разрешениесветосборфактор Фаноковариации сигналовстатистика фотоотсчетовсубпуассоновская статистикаscintillation detectorphotodetectorenergy resolutionlight collectionFano factorcovariance between signalsphotocount statisticssub-Poissonian statisticsReferencesBousselham A. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2010. V. 620. P. 359.Bousselham A. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2010. V. 620. P. 359.Bora V. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2016. V. 805. P. 72.Bora V. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2016. V. 805. P. 72.Samedov V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. V. 691. P. 168.Samedov V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. V. 691. P. 168.Samedov V.V. // X-Ray Spectrom. 2019. V. 48. P. 597.Samedov V.V. // X-Ray Spectrom. 2019. V. 48. P. 597.Loudon R. The Quantum Theory of Light. 2000. New York: Oxford Univ. Press.Loudon R. The Quantum Theory of Light. 2000. New York: Oxford Univ. Press.Fox M. Quantum Optics: An Introduction. 2006. New York: Oxford Univ. Press.Fox M. Quantum Optics: An Introduction. 2006. New York: Oxford Univ. Press.Mandel L., Wolf E. Optical Coherence and Quantum Optics. 1995. Cambridge: Cambridge Univ. Press.Mandel L., Wolf E. Optical Coherence and Quantum Optics. 1995. Cambridge: Cambridge Univ. Press.Samedov V.V. // EPJ Web Conf. 2020. V. 225. P. 01007.Samedov V.V. // EPJ Web Conf. 2020. V. 225. P. 01007.Samedov V.V. // Phys. At. Nucl. 2019. V. 82. P. 1647.Samedov V.V. // Phys. At. Nucl. 2019. V. 82. P. 1647.Devanathan R. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2006. V. 565. P. 637.Devanathan R. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2006. V. 565. P. 637.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.