Il fattore di Fano

In generale la risoluzione in energia è funzione dell'energia depositata o per ionizzazione o per eccitazione delle molecole del mezzo. Esistono delle fluttuazioni nel numero di coppie formate da particelle ionizzanti, incidenti con la stessa energia. Tali fluttuazioni pongono un limite alla risoluzione energetica che può essere raggiunta in un rivelatore e variano quando la radiazione viene completamente o in parte assorbita dal mezzo.
Per un rivelatore che assorbe solo parte dell'energia della particella la formazione di ciascuna coppia di ioni può essere considerata un processo Poissoniano; in questo caso la risoluzione del rivelatore dovrebbe essere:

dove N è il numero di coppie formate.
Le misure sperimentali della risoluzione hanno mostrato che questa risulta più piccola del predetto valore nel caso in cui la particella all'interno del rivelatore perda tutta la propria energia. In questo caso, dunque, l'energia depositata costituisce un valore fissato e la ionizzazione dipenderà direttamente da tale valore. Statisticamente, ciò si traduce nel fatto che i vari processi di ionizzazione non sono del tutto indipendenti e pertanto la statistica di Poisson non risulta più applicabile. A tale proposito è stato introdotto il fattore di Fano che tiene conto della frazione di energia della particella incidente che non è convertita in informazione rivelabile. La risoluzione del rivelatore tenendo conto del fattore di Fano, F, risulta:

Nel caso in cui il modello Poissoniano è valido tale fattore ha valore 1, in realtà il suo valore è sempre minore di 1.
Nella tabella sottostante sono riportati dei valori di tale fattore per alcuni gas:

Gas F
Ar 100% <0.40 ± 0.03
Ar + 80% Xe <0.21 ± 0.03
Ar + 24% Xe <0.23 ± 0.02
Ar + 20% Xe <0.16 ± 0.02
Ar + 5% Xe <0.14 ± 0.03
Ar + 5% Kr <0.37 ± 0.06
Ar + 20% Kr <0.12 ± 0.02
Ar + 79% Kr <0.13 ± 0.02
Xe 100% <0.15 ± 0.03
Kr 100% <0.19 ± 0.02
Kr +1.3% Xe <0.19 ± 0.01
Kr +20% Xe <0.21 ± 0.02
Kr +40% Xe <0.22 ± 0.01
Kr +60% Xe <0.21 ± 0.01
Kr +95% Xe <0.21 ± 0.01