к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Вильсона камера

Вильсона камера - трековый детектор частиц. Создан Ч. Вильсоном в 1912 [1]. С помощью Вильсона камеры сделан ряд открытий в ядерной физике, физике элементарных частиц. Наиб. впечатляющие из них связаны с исследованиями космических лучей: открытие широких атм. ливней (1929, [2]), позитрона (1932, [3]), обнаружение следов мюонов [4], открытие странных частиц [15]. В дальнейшем Вильсона камера была практически вытеснена пузырьковой камерой, обладающей большим быстродействием и поэтому более пригодной к работе на совр. ускорителях заряженных частиц.

В Вильсона камере следы заряж. частиц становятся видимыми благодаря конденсации пересыщенного пара на ионах, образованных заряж. частицей в газе. Возникшие на ионах капли жидкости вырастают до больших размеров, и при достаточно сильном освещении их можно сфотографировать. Пересыщение в Вильсона камере определяется отношением давления P₁ пара к давлению P₂ насыщенных паров при температуре, устанавливающейся после расширения. Величина пересыщения, необходимая для образования капель на ионах, зависит от природы пара и знака заряда иона. Так, водяной пар конденсируется преимущественно на отрицат. ионах, пары этилового спирта - на положительных. В Вильсона камере чаще используют смесь воды и спирта, в этом случае требуемое пересыщение 1,62, что является минимальным из всех возможных значений. Пересыщение достигается быстрым (почти адиабатическим) расширением смеси газа и пара.

Падение температуры в момент расширения определяется отношением , где , или в зависимости от того, происходит ли расширение камеры за счёт изменения объёма от V₁ к V₂ или давления газа от р₁ к р₂ (Т₁ и T₂ - абс. температуры до и после расширения).

Для работы Вильсона камеры оптимально р от 0,1 до 2 атм; при более высоких давлениях работа затруднена необходимостью очищать камеру от капель, оставшихся после расширения. С ростом давления увеличивается также время нечувствительности (мёртвое время) Вильсона камеры. Для измерения импульсов частиц, регистрируемых в Вильсона камере, её помещают в магн. поле; для увеличения количества вещества, проходимого частицей, в Вильсона камере располагают пластины из плотного материала, оставляя между ними зазоры для наблюдения следов (треков) частиц [6-8].

Вильсона камера может использоваться в т. н. управляемом режиме, когда она приводится в действие пусковым устройством, срабатывающим при попадании в неё исследуемой частицы. В этом случае важную роль играет скорость расширения. Ширина трека х определяется выражением x=4,68 , где D - коэф. диффузии (в см²/с),- время расширения, к-рое в обычных Вильсона камер порядка неск. мкс. Полное время цикла обычной Вильсона камере 1 мин. Оно складывается из времени, нужного для медленного (очищающего) расширения, времени, необходимого для прекращения движения газа, и времени диффузии пара в газе. В качестве источников света при фотографировании треков частиц используют импульсные лампы большой мощности.

Литература по Вильсона камерам

Wilson C., On an expansion apparatus for making visible the tracks of ionising particles in gases and some results obtained by its use, "Proc. Roy. Soc. London A", 1912, V. 87, p. 277;
Skobelzyn D., Uber eine neue Art sehr schneller b-Strahlen, "Z. Phys.", 1929, Bd 54, S. 686;
Anderson C. D., The Apparent existence of easily deflectable positives, "Science", 1932, v. 76, p. 238;
Andersоn C. D., Neddermeyer S. H., Cloyd chamber observations cosmic rays at 4300 meters elevation and near sea level, "Phys. Rev.", 1936, v. 50, p. 263;
их же, Cosmic-ray particles of intermediate mass, там же, 1938, v. 54, p. 88;
Rochester G. D., Butler С. С., Evidence for the existence of new elementary particles, "Nature", 1947, v. 160, p. 855;
Вильсон Д ж.. Камера Вильсона, пер. с англ., M., 1954;
Дас Гупта H., Гош С., Камера Вильсона и ее применения в физике, пер. с англ., M., 1947;
Принципы и методы регистрации элементарных частиц. [Сост--ред. Люк К. Л. Юан, By Цзянь-Сюн], пер. с англ., M., 1963.

Л. И. Сарычева

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что в 1965 году два американца Пензиас (эмигрант из Германии) и Вильсон заявили, что они открыли излучение космоса. Через несколько лет им дали Нобелевскую премию, как-будто никто не знал работ Э. Регенера, измерившего температуру космического пространства с помощью запуска болометра в стратосферу в 1933 г.? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира