Bubbelkammaren: funktionsprincipen, varvid anordningen kretsen. Fördelar och nackdelar med bubbelkammaren

Tillbaka i mitten av 20-talet uppfanns bubbelkammaren - en enhet som aktivt används för att övervaka mikropartiklarna. För det mesta har använts av fysiker som observerade mikrokosmos. Även idag, trots den enorma utveckling av teknik och tillgången på olika elektroniska sensorer, elever visar fotografier av partiklarna som gjorts med hjälp av bubblor.

Om hur det fanns en kamera

Som vi noterat ovan, i mitten av 20-talet, och uppfinningen visas. Och allt på grund av det faktum att fysiska forskarna inte kunde hantera att utforska de laddade partiklarna befintliga detektorer. Vid det laget visste alla vad en proton, neutron, elektron och en positron. År 1950, för att lösa problemet engagerade D. Glaser. Forskare försöker använda både kemiska och fysikaliska reaktioner, elektriska och flytande och fast omvandling. Men han bestämde sig för att stanna på en flytande fenomen, att vara mer exakt, på principen att arbeta blandningen överhettning. De grundläggande krav som Donald lade fram sin uppfinning - en hög svarshastighet, vilket gör det möjligt att fånga partikeln i fotografiet vid rätt tidpunkt. Naturligtvis, bubbelkammaren och molnet kammaren är något liknande. Men det finns vissa skillnader, som vi i själva verket talar om.

Bubbelkammaren: principen av verkan

Arbetsfluiden används som dietyleter, som hade en sådan fördel som ett lågt pris. Dessutom kan den erhållas i ren form utan någon svårighet. Kärnpunkten är att värma denna vätska till koktemperaturen (1400 grader Celsius) och kyldes sedan till rumstemperatur. Vid denna tid, är det radioaktiva materialet bringas, exempelvis kobolt, därefter med ett intervall på ca 60 sekunder, kokar arbetsfluiden. En gång i minuten var det möjligt att fånga rörelse av partiklarna på fotot.

Alla visar tydligt Glazer används två kameror, gjord av hårt glas och fylld med eter. Upphettning utfördes i ett oljebad, och trycket kan sänkas med hjälp av handtaget. Vid denna tid kameran kommer att lanseras. Den genomsnittliga ramhastigheten var omkring 3000 per sekund. Detta gjorde det möjligt att fånga rörelsen av partiklarna i kärlen. Därefter bubbelkammare var lite automatiserad, men den operativa principen är densamma. Oftast används en geigermätare, som gör det möjligt att spåra förekomsten av strålning.

Bubbelkammaren: anordningen

Nu ska vi prata lite om vad som är en uppfinningen. I de flesta fall, detta kärl som har flera små fönster. Kammare fylld med en speciell vätska och placeras i magnetfältet. alltid använda ett tryck över atmosfärs. Ibland kryostat användes, vilket var nödvändigt att kyla en arbetsvätska (GC), kokar vid låga temperaturer. Omedelbart före frisättningen av radioaktiva element från acceleratorn tryckavlastas i kamrarna, och tar emot överhettad vätska. Allt som har en laddning på väg lämnar bubblor av kokande vätska. Under tillräckligt att utföra reaktionen endast en bråkdel av en mikrosekund. På ett ögonblick blev bubblorna en storleksordning större. För att belysa lampan och omfattade tre kameror, som stereo visning.

Slutfasen av experimentet

Vid slutsteget utfördes komplex analys och en bana av laddad karaktär av radioaktiva partiklar. Det finns fall när bilderna för bearbetning görs av ett par dagar, men behandlade dem i månader. När du får en spiral, är det ett tecken på passagen av en elektron. Den så kallade "plug" talade om närvaron av neutrala partiklar. I de flesta fall, på grundval av de data som erhållits 3-bilder, noggrant uppmätta rörelsebaneelement. Om du lyckas helt återställa bilden, var det möjligt att skapa en tredimensionell bild. Inledningsvis gjordes detta av forskare, men en sådan undersökning kan ta år. Situationen förändrades med tillkomsten av datorer, vilket i hög grad påskyndat processen.

Om fördelarna med att använda denna typ av kamera

Såsom noterats ovan, anordningen enligt principen av verkan lite som uppfinningen av Wilson. Men det finns ett antal fördelar. Den mest betydande fördel kan betraktas som arbetshastighet, vilket är mycket troligt att du kan fixa på fotografiet anmärkningsvärt fenomen.

En annan fördel ligger i det faktum att som arbetsfluid används flytbara substanser med hög densitet. Det är mycket ökar chansen som kommer att hända på medellång efterlängtade händelsen. Vad är fördelen med bubbelkammaren, så det är att cykeln av hennes arbete tar lite tid. Denna parameter är helt enkelt en förutsättning för användning av enheten i acceleratorer av olika slag. Överhettad vätska kan erhållas tillräckligt snabbt, den behöver bara för att minska trycket i systemet. Här i princip alla de stora fördelarna med den här enheten.

Lite om bristerna

Som nämnts i början av den här artikeln, nu finns det bara ett stort antal olika elektroniska sensorer med hög noggrannhet för att hitta rätt objekt med hög hastighet för att välja de objekt du vill bestämma deras tredimensionell bild. Det är i understyrning är de viktigaste nackdelarna med bubbelkammaren. Som regel är de flesta av resultaten är ingen vetenskapligt intresse, men att kasta onödiga i bilden, kan det ta ganska lång tid. En annan nackdel är att anordningen är helt enkelt inte möjligt att omedelbart starta, i synnerhet, är detta på grund av trögheten i drivmedlet, och andra fysikaliska parametrar. I princip de brister vi tänkte, låt oss gå vidare.

På den tekniska sidan

Vid användning av denna metod för att detektera laddade partiklar det registrerades drygt 100 exemplar av bubbelkammare. Under denna tid, vi använder en mängd olika vätskor, såsom helium, väte, freon, xenon, propan och andra. Detsamma gäller för temperaturen, som började och slutade med en mycket låg inomhusenhet för Xenon. "Gargamel" - den sista bubbelkammaren är kretsen inte i grunden skiljer sig från de andra. Men i hennes kammare fylldes med cirka 18 ton freon. Denna enhet är tillåtet att göra en stor öppning för gånger - samspelet mellan neutrala punkter. De största exemplaret hade en diameter på 4,5 meter. Anordning avsedd för användning med väte. Men problemet var att uppfinna nya boosters som utfärdade strålar av radioaktiva partiklar med hög hastighet, så inga bubbelkammare har slutat klara.

Några viktiga punkter

Det är värt att uppmärksamma det faktum att för närvarande kamera uppgifter inte används. Så gott som alla av dem har avskrivits från konton, men det visade sig, var det en tidig beslut. År 2002 var de nya partiklar som kallas pentakvarty öppnas med bubblor. Men även detta är inte ett resultat av studier av samma år och enheten testbilder som erhållits för många år sedan. Den säger att du kan hitta något värdefullt från vad som gjorts tidigare.

Dessutom är datorkraft av modern teknik så högt att behandlingen av varje bild kommer att lämna mycket lite tid. I princip är effekten av denna typ av spårdetektorn för närvarande ganska låg, så det är lämpligt att använda inte har dem, men när de experimentella data kan vara användbart i dag.

slutsats

Tja, det är allt som kan sägas att en sådan bubbelkammare. Kretsanordningen är ganska enkel, eftersom alla genialt. Det är värt att säga några ord om effektiviteten i sådana anordningar beror till stor del på deras storlek. Ju större rummet, desto större är chansen att upptäcka något användbart. Icke desto mindre, med en ökning i storlek ökar priset av material och arbetsfluiden, som har en imponerande kostnad i stor skala. Nu vet du vad en bubbelkammare, vars princip är baserad på den överhettade vätskan. Denna effekt har studerats vitt och brett, så för närvarande anses vara mer relevanta elektroniska sensorer som överträffar i alla avseenden.