Buborékkamra

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. január 18-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 4 szerkesztést igényelnek .

A buborékkamra a gyorsan töltött ionizáló részecskék nyomainak (vagy nyomainak )  rögzítésére szolgáló eszköz vagy eszköz , amelynek működése túlhevített folyadéknak a részecskepálya mentén történő felforralásán alapul.

Történelem

A buborékkamrát Donald Glaser (USA) találta fel 1952-ben. Glaser találmányáért 1960 -ban megkapta a fizikai Nobel-díjat . Luis Alvarez javította a Glaser buborékkamráját hidrogénnel túlhevített folyadékként . Emellett Alvarez volt az első, aki számítógépes programmal elemezte a több százezer, a vizsgálatok során készült fényképet buborékkamrával, ami lehetővé tette az adatok igen nagy sebességű elemzését.

A buborékkamra lehetővé tette számos, korábban nem megfigyelhető ionizáló részecske viselkedésének rögzítését és ezerszer több információ megszerzését róluk. Ezt megelőzően körülbelül 40 évig használtak felhőkamrákat , ahol a túlhűtött gőzben lévő folyadékcseppek kondenzációja miatt nyomok jelennek meg.

Hogyan működik

A kamra folyadékkal van megtöltve, amely forráshoz közeli állapotban van. A nyomás éles csökkenésével a folyadék túlhevül. Ha egy ionizáló részecske ebben az állapotban kerül be a kamrába, akkor a pályáját gőzbuborékok lánca jelzi, és le lehet fényképezni. [egy]

Munkafolyadék

Munkafolyadékként leggyakrabban folyékony hidrogént és deutériumot használnak ( kriogén buborékkamrák ), valamint propánt , különféle freonokat , xenont , xenon és propán keveréket (nehézfolyadék- buborékkamrák ).

Túlhevített folyadék létrehozása

A folyadék túlhevítését úgy érik el, hogy a nyomást gyorsan olyan értékre csökkentik, amelynél a folyadék forráspontja a jelenlegi hőmérséklete alatt van.

A nyomás ~ 5-15 ms alatt csökken a dugattyú mozgatásával (folyadék-hidrogén kamrákban), vagy a külső nyomás kiengedésével egy rugalmas membrán által határolt térfogatból (nehéz-folyadék kamrákban).

Mérési folyamat

A részecskék a kamrába a maximális érzékenység pillanatában kerülnek be. Egy idő után, ami ahhoz szükséges, hogy a buborékok kellően nagy méretűek legyenek, a fényképezőgép megvilágításra kerül és a pályák lefényképeződnek ( sztereó fényképezés 2-4 objektívvel). Fényképezés után a nyomás a korábbi értékére emelkedik, a buborékok eltűnnek, és a fényképezőgép ismét készen áll a működésre. A teljes működési ciklus kevesebb, mint 1 s, az érzékenységi idő ~ 10-40 ms .

A buborékkamrákat (kivéve a xenon kamrákat) erős mágneses térbe helyezik . Ez lehetővé teszi a töltött részecskék nyomatékának meghatározását pályájuk görbületi sugarának mérésével .

Alkalmazás

A buborékkamrákat általában a nagy energiájú részecskék és a munkaközeg magjai közötti kölcsönhatás vagy a részecskék bomlási aktusainak regisztrálására használják. Az első esetben a munkaközeg a rögzítési közeg szerepét is betölti.

Jellemzők, előnyök és hátrányok

A különböző kölcsönhatási vagy bomlási folyamatok buborékkamrájával történő regisztráció hatékonyságát elsősorban a mérete határozza meg. A legjellemzőbb térfogat több száz liter, de léteznek sokkal nagyobb kamrák is, például az Orosz Tudományos Akadémia Nagyenergiájú Fizikai Intézetének gyorsítójában található Mirabel hidrogénkamra térfogata 10 m³ ; hidrogénkamra a US National Accelerator Laboratory gyorsítójában - térfogata 25 m³ .

A buborékkamra fő előnye  az izotróp térbeli érzékenysége a részecskék regisztrálására és a momentum mérésének nagy pontossága.

A buborékkamra hátránya  a szükséges részecskekölcsönhatási aktusok vagy azok bomlásának kiválasztásához szükséges gyenge szabályozhatóság, valamint a felhőkamrához képest rövidebb részecskeút.

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Perkins D. Bevezetés a nagy energiájú fizikába. - M., Mir , 1975. - p. 63-70

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban