Komora za mjehuriće: princip djelovanja, uređaja, kruga. Prednosti i nedostaci komore mjehurića

Sredinom 20. stoljeća izumljena je mjehurićna komora - uređaj koji je aktivno korišten za promatranje mikročestica. Uglavnom su ga koristili fizičari koji su promatrali mikro svijet. Čak i danas, unatoč golemom razvoju tehnologije i raspoloživosti raznih elektronskih senzora, učenici prikazuju fotografije čestica napravljenih pomoću mjehurića.

O tome kako se kamera pojavila

Kao što je već napomenuto, sredinom 20. stoljeća pojavio se ovaj izum. I sve zbog činjenice da fizičari nisu uspjeli proučavati napunjene čestice s postojećim detektorima. Tada su svi već znali što su proton, neutron, elektron i pozitron. Godine 1950. rješenje ovog pitanja bavilo se D. Glaserom. Znanstvenik je pokušao koristiti kemijske i fizičke reakcije, električne i tekuće, kao i čvrste transformacije. No, odlučio se zadržati na tekućem fenomenu, i točnije, na principu pregrijavanja radne mješavine. Osnovni zahtjevi koje je Donald iznijela svojim izumom jesu velika brzina rada, što omogućuje snimanje čestice na fotografiji u pravo vrijeme. Naravno, mjehurića i komora za oblaku nešto su slični. Ali ovdje postoje brojne razlike, koje ćemo zapravo razgovarati dalje.

Komora za mjehuriće: načelo djelovanja

Kao radna tekućina dietil eter, koja je imala takvu prednost kao niska cijena. Osim toga, lako se može dobiti u čistom obliku. Bit je to da se ta tekućina zagrije na točku vrenja (1400 stupnjeva Celzijusa), a zatim se ohladi na sobnu temperaturu. U ovom trenutku, dovodi se radioaktivni materijal, na primjer kobalt, a zatim s intervalom od oko 60 sekundi, radna tekućina se vreli. Jednom u jednom trenutku mogao bi uhvatiti kretanje čestica na fotografiji.

Kako bi sve jasno pokazala, Glazer je koristio dvije kamere od vatrostalnog stakla i napunjene dietil eterom. Grijanje je provedeno u uljnoj kupelji, a tlak se može spustiti ručkom. U ovom je trenutku kamera pokrenuta. U prosjeku, brzina okvira bila je oko 3000 u sekundi. To je omogućilo da hvataju kretanje čestica u posudama. Kasnije je mjehurića bila malo automatizirana, ali načelo djelovanja ostalo je isto. Najčešće se koristi Geigerov brojač, što je omogućilo praćenje pojave zračenja.

Bubble camera: uređaj

Sada razgovarajmo malo o tome što je izum. U većini slučajeva, to je brod koji ima nekoliko malih prozora. Komore su bile napunjene posebnom tekućinom i postavljene u magnetsko polje. Uvijek se koristi tlak iznad atmosfere. Ponekad je korišten cryostat, koji je bio neophodan za hlađenje radne tekućine (RJ), kuhanje na niskim temperaturama. Neposredno prije oslobađanja radioaktivnih elemenata iz akceleratora, tlak u komorama je olakšan i dobivena je pregrijana tekućina. Sve što ima naplatu, na putu ostavlja mjehurića kipućom tekućinom. Samo je djelić mikrosekunda dovoljan za provođenje reakcije. Nakon nekoliko trenutaka, mjehurići su postali veličinom veličine veće. Za osvjetljenje, svjetiljka i tri kamere bili su uključeni, uz pomoć kojih je snimljena stereo slika.

Posljednja faza eksperimenta

U završnoj fazi provedena je kompleksna analiza putanje i priroda kretanja nabijenih radioaktivnih čestica. Postoje slučajevi kada su fotografije snimljene nekoliko dana, no obrađene su mjesecima. Kada je dobivena spirala, to je pokazalo prolaz elektrona. Takozvani "utikači" govorili su o prisutnosti neutralnih čestica. U većini slučajeva, na temelju podataka dobivenih od 3 fotografije, mehanički putanja elementi. Ako biste mogli potpuno vratiti sliku, možete stvoriti prostornu sliku. Isprva su se angažirali znanstvenici, ali takva studija mogla bi potrajati godinama. Situacija se promijenila pojavom računala, što je znatno ubrzalo proces.

O prednostima korištenja kamere ove vrste

Kao što je gore navedeno, uređaj je načelno sličan Wilsonovu izumu. No, postoje brojne neporecive prednosti. Najnepovoljnija prednost može se smatrati brzinom operacije, koja s velikom vjerojatnošću omogućuje da popravite vidljiv fenomen na fotografiji.

Drugi plus je da je tekućina tekućina koja ima visoku gustoću. To uvelike povećava vjerojatnost da će se očekivani događaj dogoditi u ovom okruženju. Koja je prednost mjehurićaste komore, jest da ciklus svoje operacije traje dosta vremena. Ovaj je parametar nužan uvjet za korištenje uređaja u akceleratorima različitih tipova. Pregrijana tekućina može se dobiti dovoljno brzo, u tu svrhu je potrebno samo smanjiti tlak u sustavu. Ovdje, u načelu, sve glavne prednosti ovog uređaja.

Malo o nedostacima

Kao što je navedeno na početku ovog članka, sada postoji samo veliki broj različitih elektronskih senzora, s visokom točnošću pronaći prave predmete velikom brzinom odaberite stavke koje želite odrediti njihovu trodimenzionalnu sliku. To je u podupravljanja su glavni nedostaci mjehurić komori. U pravilu, većina rezultata je bez znanstvenog interesa, ali odbaciti nepotrebno u fotografiji, može proći dosta vremena. Drugi nedostatak je da je uređaj jednostavno nije moguće odmah pokrenuti, posebno, to je zbog inertnosti radnog medija i drugih fizičkih parametara. U principu, riješili smo nedostatke, idemo dalje.

O tehničkoj strani

Tijekom korištenja ove metode otkrivanja nabijene čestice je registrirano nešto više od 100 primjeraka mjehurića komora. Tijekom tog vremena, koristimo razne tekućine, kao što su helij, vodik, freon, ksenon, propan i drugima. Isto vrijedi i za temperaturu, koja je počela i završila s vrlo niskim unutarnje jedinice za Xenon. „Gargamel” - posljednji mjehurić komora, sklop nije bitno razlikuje od ostalih. Ali oko 18 tona freona bilo je ispunjeno u svoje komore. Ovaj uređaj smije napraviti veliki otvor za vrijeme - interakciju između neutralne točke. Najveći uzorak imao je promjer 4,5 metra. Uređaj je dizajniran za rad s vodikom. No, problem je činjenica da izmisle nove pojačala koja izdaje zrake radioaktivnih čestica velikom brzinom, tako da nema Komora na mjehuriće više ne nose.

Nekoliko važnih bodova

Vrijedi obratiti pažnju na činjenicu da se u ovom trenutku te kamere više ne koriste. Gotovo ih je sve napisao, ali kako se ispostavilo, to je bila prerana odluka. Godine 2002., uz pomoć mjehurića, otkrivene su nove čestice pod nazivom pentaquarts. Ali opet to nije rezultat istraživanja iste godine, a jedinica test slika dobivenih prije mnogo godina. To sugerira da možete pronaći nešto vrijedno od onoga što je učinjeno u prošlosti.

Štoviše, računalnu snagu moderne tehnologije je tako visok da je obrada svake slike će ostaviti vrlo malo vremena. U načelu, učinkovitost ove vrste detektora kolosijeka je trenutno vrlo niska, pa je poželjno da se ne koristi imati ih, ali nakon što su eksperimentalni podaci mogu biti korisni i danas.

zaključak

Pa, to je sve što se može reći o tome što je mjehurić. Shema uređaja je sasvim jednostavna, kao i svi ingeniozni. Vrijedno je reći nekoliko riječi da učinkovitost takvih uređaja u velikoj mjeri ovisi o njihovoj veličini. Što je kamera veća, to je veća šansa da pronađete nešto korisno. Ipak, s povećanjem dimenzija povećava se cijena materijala i radne tekućine, što u velikim količinama ima impresivan trošak. Sada znate koja je komora mjehurića, čiji se princip temelji na pregrijavanju tekućine. Ovaj je učinak istražen duž i preko, pa su elektronički senzori trenutačno relevantniji, što u svakom pogledu ima koristi.