Демонстрация 2. 

«Треки заряженных частиц»

 Камера Вильсона – трековый детектор элементарных заряженных частиц, в котором трек (след) частицы образует цепочка мелких капелек жидкости вдоль траектории её движения. Изобретена

Ч. Вильсоном в 1912 г. (Нобелевская премия 1927 г.).

    Треки заряженных части в камере Вильсона. Треки заряженных частиц  ( рис.1) становятся видимыми благодаря конденсации перенасыщенного пара на ионах газа, образованных заряженной частицей. На ионах образуются капли жидкости, которые вырастают до размеров достаточных для наблюдения (10-3-10-4 см) и фотографирования при хорошем освещении. Рабочей средой чаще всего,  является смесь паров воды и спирта под давлением 0.1-2 атмосферы (водяной пар конденсируется главным образом на отрицательных ионах, пары спирта – на положительных). Перенасыщение достигается быстрым уменьшением давления за счёт расширения рабочего объёма. Время чувствительности камеры, в течение которого перенасыщение остаётся достаточным для конденсации на ионах,                            

Рис.1.

а сам объём приемлемо прозрачным (не перегруженным капельками, в том числе и фоновыми), меняется от сотых долей секунды до нескольких секунд. После этого необходимо очистить рабочий объём камеры и восстановить её чувствительность. Таким образом, камера Вильсона работает в циклическом режиме. Полное время цикла обычно > 1 мин.

Треки заряженных частиц в пузырьковой камере.

Пузырько́вая ка́мера —это устройство или прибор для регистрации следов (или треков) быстрых заряженных ионизирующих частиц, действие которого основано на вскипании перегретой жидкости вдоль траектории частицы. Пузырьковая камера была изобретена Дональдом Глейзером (США) в 1952 году. За своё изобретение Глейзер получил Нобелевскую премию по физике в 1960 году. Пузырьковая камера позволила зафиксировать поведение многих ионизирующих частиц, не поддававшихся ранее наблюдению, и получить о них в тысячи раз большую информацию чем в камере Вильсона ( рис.2).

 Рис.2.

Треки в толстослойных фотоэмульсиях.

 Метод толстослойных фотоэмульсий — способ регистрации частиц наряду с камерой Вильсона и пузырьковой камерой.

Фотоэмульсия содержит большое количество микроскопических кристалликов бромида серебра. Быстрая заряженная частица, проходящая через фотоэмульсию, отрывает электроны от отдельных атомов брома. Цепочка таких кристалликов образует скрытое изображение. При проявлении в этих кристалликах восстанавливается металлическое серебро, и цепочка зерен серебра образует трек частицы ( рис.3). По длине и толщине трека можно оценить энергию и массу частицы.

Рис.3.