30 см пузырьковая камера (ЦЕРН)
Пузырьковая камера диаметром 30 см , прототипом которой была пузырьковая камера диаметром 10 см , представляла собой детектор частиц, использовавшийся для изучения физики высоких энергий в ЦЕРНе .
Пузырьковые камеры похожи на камеры Вильсона как по применению, так и по основному принципу. Камера обычно изготавливается путем заполнения большого цилиндра жидкостью, нагретой до температуры чуть ниже точки кипения . Когда частицы попадают в камеру, поршень внезапно снижает ее давление, и жидкость переходит в перегретую метастабильную фазу. Заряженные частицы создают ионизационный след, вокруг которого жидкость испаряется, образуя микроскопические пузырьки . Плотность пузырьков вокруг следа пропорциональна потере энергии частицей. Пузырьки увеличиваются в размерах по мере расширения камеры, пока они не станут достаточно большими, чтобы их можно было увидеть или сфотографировать. Вокруг нее установлено несколько камер, что позволяет запечатлеть трехмерное изображение события.
После открытия странных частиц в ливнях космических лучей и доказательств большого спектра тяжелых мезонов [ 1] Шарль Пейру начал строительство пузырьковой камеры с жидким водородом . Прототип, 10-сантиметровая пузырьковая камера, была впервые построена в 1957 году; это рассматривалось как учебный процесс, позволяющий команде тестировать и изучать функциональность пузырьковых камер. [2] Кроме того, камера была легко модифицируемой и не имела магнитного поля.
Опыт, приобретенный на этапе создания прототипа, позволил команде построить 30-сантиметровую пузырьковую камеру. Камера была цилиндрической, с общим объемом 12,5 литров, поршнем для управления расширением и катушкой, генерирующей магнитное поле 1,5 Тл. [1] [2] В качестве прототипа 30-сантиметровая пузырьковая камера позволяла проводить систематические измерения искажения и ионизации треков, исследования тормозной способности жидкого водорода, а также размера и роста пузырьков в камере. [3] В частности, она была очень полезна для экспериментов при средней и низкой энергии в очищенном пучке.
В 1959 году он был помещен в синхроциклотрон (SC), где он был впервые подвергнут воздействию пучков π + -мезонов с энергиями 265 и 330 МэВ. [3] Позднее камера получила пучок π − с энергией 16 ГэВ/c от протонного синхротрона (PS), что позволило изучить рождение пионов во взаимодействиях π − -протонов, а также рождение странных частиц. [4] Также были проведены эксперименты по исследованию взаимодействия между двумя протонами при 24 ГэВ/c. Для анализа этих сложных взаимодействий Шарль Пейру разработал новые методы, такие как «график Пейру» и «главная ось». [1]
Полученные фотографии доказали исключительное качество 30-сантиметровой пузырьковой камеры, несмотря на ее небольшие размеры. Камера прекратила работу в 1962 году, произведя 150 км пленки за три года эксплуатации. [2] [5] В 1965 году 30-сантиметровая пузырьковая камера была передана в аренду Национальной лаборатории во Фраскати .
Смотрите также
Ссылки
- ^ abc Montanet, Lucien (1 июня 2003 г.). «Шарль Пейру и его влияние на физику». CERN Courier . 43 (5). IOP Publishing: 25–28 . Получено 14 июля 2016 г.
- ^ abc Laura Weiss (ноябрь 1988 г.). Исследования по истории ЦЕРНа: строительство первых водородных пузырьковых камер ЦЕРНа (PDF) ( отчет). ЦЕРН. стр. 27–33 . Получено 4 июля 2016 г.
- ^ ab "Proton Synchrotron" (PDF) . Годовой отчет (1959). CERN: 47– 48. 1960 . Получено 14 июля 2016 .
- ^ "Протонный синхротрон" (PDF) . Годовой отчет (1960). ЦЕРН: 48– 49. 1961. Получено 14 июля 2016 .
- ^ "Открытки из ЦЕРНа: 50 лет через объектив". CERN Courier . 44 (8). IOP Publishing: 36. 4 октября 2004 г. Получено 14 июля 2016 г.
