A Time Projection Chamber ( TPC ) a drift és az arányos kamerák kombinációja . Ezek a kamerák a nagyenergiájú fizika legsokoldalúbb eszközei, mivel lehetővé teszik háromdimenziós elektronikus kép készítését a pályáról, mindhárom koordinátában összehasonlítható térbeli felbontással. Az idővetítő kamera kialakítása vázlatosan látható az ábrán. Lényegében a drift és az arányos kamrák kombinációja. A gázzal töltött drift térfogatban további elektródák segítségével egyenletes elektromos mező jön létre két függőleges sík között, amelyek korlátozzák a kamra térfogatát.
A kamratérfogatot áthaladó relativisztikus töltésű részecske pályája ionizációs klaszterek láncából áll . Mindegyik klaszter tartalmaz egy primer ionizációs elektront és (többnyire) nullától 3-4 másodlagos ionizációs elektronig, amelyek az elsődleges ionizációs δ elektronok nyomvonalain jelennek meg. A klaszterek száma egységnyi hosszon kicsi - megegyezik az elsődleges ionizációs események számával, és például az argon esetében körülbelül 30 darab/1 cm légköri nyomáson. Így a klaszterek közötti átlagos távolság körülbelül 330 μm. A klaszter mérete ehhez az értékhez képest kicsi, mivel a δ-elektronok erős szóródáson mennek keresztül az anyag ionizációja során. Így kezdetben 1-5 elektront tartalmazó, egymástól térben elválasztott különálló elektronklaszterek kezdenek sodródni a pályáról az elektromos tér irányába. Mivel az elektronok elsodródásának távolsága nagy - akár 2 m -, az elektronok diffúziója egy ilyen sodródási rés felett az egyes klaszterek átfedéséhez vezet. Ez nem történik meg, ha az elektromos térrel párhuzamosan kellően erős mágneses teret alkalmazunk, amelyben általában ilyen kamrák működnek, mivel a mágneses tér lehetővé teszi a részecske impulzusának mérését a képlet szerint.
rs = 300 HRahol p a részecske lendülete, GeV/c; c a fénysebesség, m/s; H a mágneses térerősség, Gauss; R a pálya görbületi sugara, m.
A B = 15000 Gauss erősségű mágneses tér alkalmazása lehetővé teszi az elektronok diffúzióját a sodródásuk irányára (és a mágneses térvektorra) keresztirányban közel két nagyságrenddel csökkenteni.
Emiatt az elektronklaszterek gyakorlatilag átfedés nélkül a kamra bal falához sodródnak, ahol egy többvezetékes arányos kamra található (általában) pad katódos adatfelvétellel. Az anódhuzalokhoz közeledő elektronklaszterek által létrehozott elektron-ion lavinák indukált töltéseket hoznak létre a katódpárnákon. Így az egyes klaszterek x, y koordinátáit külön mérjük az x, y síkban, a mintasíkra merőlegesen (a padok síkjában). A harmadik z koordinátát az elektronklaszter drift idejével mérjük a keletkezésének helyétől a megfelelő anódhuzalig , ahonnan a sodródás végének megfelelő jelet veszik.
A kamerák koordinátafelbontását az x, y tengely mentén az anódszál és a katódsík távolsága, valamint a betét mérete határozza meg. A tipikus x, y felbontás körülbelül 200 µm vagy valamivel kevesebb. A z-koordináta felbontása általában valamivel rosszabb, és körülbelül 400-500 μm. Az egyes klaszterek által okozott lavinák arányos rögzítési módjának köszönhetően az idővetítő kamera nem csak a pálya térbeli képét teszi lehetővé (elektronikus jelek kombinációja formájában, amelyet megfelelő módon kell feldolgozni) , hanem a részecske dE/dx fajlagos ionizációs veszteségének mérésére is. A pálya háromdimenziós képének elkészítésével az idővetítő kamerák lehetővé teszik nagyszámú sáv egyidejű rögzítését, azaz olyan események rögzítését, amelyekben nagy számú részecske keletkezik.
Az idővetítős kamera komoly hátránya azonban a nagy holtidő. Egy elektronhalmaz sodródási ideje 2 m távolságon körülbelül 40 μs. Ha egy másik esemény történik a sodródási idő alatt, a két esemény nyomvonala átfedi egymást, így lehetetlen megérteni őket. Ezért az eseményregisztráció átlagos gyakoriságának 1-2 nagyságrenddel kisebbnek kell lennie, mint a maximális sodródási idő.
Ezenkívül nagy kamraméretek esetén az anódvezetékek száma elérheti a több ezret, a padok száma pedig a több tízezret, ami nagyon nagy mennyiségű rögzítő elektronikát és speciális processzorok használatát igényli az előzetes elemzéshez és elnyomáshoz. nulla jelű csatornák olvasása.