A cámara de burbullas: o principio de funcionamento, o circuíto de dispositivo. Vantaxes e inconvenientes da cámara de burbullas

Volver a mediados do século 20 foi inventada a cámara de burbullas - un dispositivo que se usa activamente para supervisar as micropartículas. Para a maior parte foi usado por físicos que observaron o microcosmos. Aínda hoxe, a pesar do enorme desenvolvemento da tecnoloxía e da dispoñibilidade de varios sensores electrónicos, os alumnos mostran fotografías das partículas feitas utilizando as burbullas.

Sobre como non había unha cámara

Como citado anteriormente, a mediados do século 20, ea invención aparece. E todo por mor do feito de que os científicos físicos non podía explotar as partículas cargadas detectores existentes. Por ese tempo, todo o mundo sabía que un protón, neutrón, electrón e un pósitron. En 1950, para resolver o problema implicado D. Glaser. Os científicos están a tentar usar reaccións químicas e físicas, eléctricos e netas, así como a conversión de sólido. Pero el decidiu ir nun fenómeno líquido, para ser máis exactos, no principio de traballar o superenriquecido mestura. Os requisitos básicos que Donald presentadas á súa invención - unha alta velocidade de resposta, o que permite capturar a partícula na fotografía no momento. Por suposto, a cámara de burbullas ea cámara de nube son un pouco semellantes. Pero hai algunhas diferenzas, o que, de feito, falar.

A cámara de burbullas: o principio de acción

O fluído de traballo usado como éter dietílico, que tiña unha tal vantaxe como un prezo baixo. Ademais, pode ser obtido en forma pura, sen ningunha dificultade. A liña de fondo é para quentar o líquido ata a temperatura de ebulición (1400 graos Celsius) e, a continuación, arrefecida ata a temperatura ambiente. Neste momento, o material radioactivo aparece, por exemplo, cobalto, logo cun intervalo de aproximadamente 60 segundos, o fluído de traballo ferve. Unha vez que un minuto se puido capturar o movemento das partículas sobre a imaxe.

Todos mostra claramente Glazer usadas dúas cámaras, feito de vidro duro e encheu-se con éter. O quecemento foi levado a cabo nun baño de aceite, ea presión pode ser reducido empregando a pega. Neste momento será lanzada a cámara. A taxa de fotogramas media foi de preto de 3000 por segundo. Isto fixo posible para capturar o movemento das partículas nos vasos. Subsecuentemente cámara de burbullas foi un pouco automatizado, pero o principio de funcionamento segue sendo o mesmo. Na maioría das veces utilizaban un contador Geiger, que permiten trazar a aparición de radiación.

A cámara de burbullas: o dispositivo

Agora imos falar un pouco sobre o que é un agasallo invención. Na maioría dos casos, este barco con varias pequenas fiestras. Cámara completa cun líquido especial e posto no campo magnético. Usar unha presión sobre a atmosférica. Ás veces criostato foi utilizado, o cal era necesario para arrefriar un líquido de traballo (GC), entra en ebulición a temperaturas baixas. Inmediatamente antes da liberación de elementos radioactivos desde acelerador é despressurizado nas cámaras, e recibe sobrequentado líquido. Todo o que ten unha carga na súa forma deixa as burbullas de líquido en ebulición. Para suficientemente realización da reacción de só unha fracción dun microsegundo. Nun instante as burbullas tornouse unha orde de magnitude maior. Para iluminar a lámpada e incluíu tres cámaras, co cal visión estéreo.

A fase final do experimento

Na fase final realizouse análise complexa e unha traxectoria de carácter cargado de partículas radioactivas. Hai casos en que as imaxes para o procesamento feito por uns días, pero os tratou por meses. Cando comeza unha espiral, é indicativo do paso dun electrón. O chamado "plug" falou sobre a presenza de partículas neutras. Na maioría dos casos, a partir dos datos obtidos de 3 imaxes, coidadosamente medidos traxectoria do movemento elementos. Se conseguir restaurar completamente a imaxe, se pode crear unha imaxe tridimensional. Inicialmente, iso foi feito por científicos, pero tal estudo podería levar anos. A situación cambiou coa chegada dos ordenadores, o que acelerou moito o proceso.

Sobre as vantaxes da utilización deste tipo de cámara

Como observado anteriormente, o dispositivo de acordo co principio de acción un pouco como a invención de Wilson. Pero hai unha serie de vantaxes. A vantaxe máis importante pode ser considerada como a velocidade de operación, o que é moi probable que pode resolver o fenómeno digno de nota fotografía.

Outra vantaxe reside no feito de que a medida que o fluído de traballo usado substancias escoáveis tendo alta densidade. É moito máis aumenta a probabilidade de que vai pasar no evento esperado-medio. Cal é a vantaxe da cámara de burbullas, por iso é que o ciclo de seu traballo leva un pouco de tempo. Este parámetro é simplemente unha condición previa para o uso do dispositivo nos aceleradores de varios tipos. Sobrequentado líquido pode ser obtido de forma suficientemente rápida, é necesario só para reducir a presión no sistema. Aquí, en principio, as principais vantaxes deste dispositivo.

Un pouco sobre as deficiencias

Como observado no inicio deste artigo, agora só hai un número enorme de varios sensores electrónicos, con alta precisión para atopar os obxectos correctos en alta velocidade para seleccionar os elementos que quere determinar a súa imaxe tridimensional. É no subviragem son as principais desvantaxes da cámara de burbullas. Como regra xeral, a maioría dos resultados non é de interese científico, pero para descartar innecesario na foto, pode levar algún tempo. Outra desvantaxe é que o dispositivo simplemente non é posible publicar inmediatamente, en particular, isto é debido á inercia do fluído de traballo, e outros parámetros físicos. En principio, as deficiencias que figuramos, imos ir máis lonxe.

No lado técnico

Durante a utilización deste método de detección de partículas cargadas que se rexistrou un pouco máis de 100 copias de cámaras de burbullas. Durante este tempo, que empregan unha variedade de líquidos, como helio, hidróxeno, Freon, xenon, propano e outros. O mesmo aplícase para a temperatura, que se iniciou e rematou cunha unidade interna moi baixa para xenon. "Gargamel" - a última cámara de burbullas, o circuíto non é fundamentalmente diferente dos outros. Pero na súa cámara foi inundada con preto de 18 toneladas de Freon. Este dispositivo permite facer unha gran apertura para os tempos - a interacción entre os puntos neutros. O maior espécime tiña un diámetro de 4,5 metros. Dispositivo destinado a ser utilizado con hidróxeno. Pero o problema era o feito de que inventar novos reforzos que emitidos feixes de partículas radioactivas en alta velocidade, polo que hai cámaras de burbullas non son máis tratar.

Algúns puntos importantes

Paga a pena pagar a atención sobre o feito de que, actualmente, os datos da cámara non se usa. Practicamente todos eles teñen descargada das contas, pero como se viu, foi unha decisión prematura. En 2002, as novas partículas chamadas pentakvarty foron abertas usando burbullas. Pero, de novo, este non é o resultado de estudos do mesmo ano, eo exame fotos unitarios obtidos por moitos anos. Ela di que se pode atopar algo de valor do que se fixo no pasado.

Ademais, o poder de computación de tecnoloxía moderna é tan alta que o procesamento de cada imaxe vai deixar moi pouco tempo. En principio, a eficacia deste tipo de detector pista é actualmente moi baixa, polo que é aconsellable o uso de non telos, pero unha vez que os datos experimentais poden ser útiles hoxe.

conclusión

Ben, iso é todo o que se pode dicir que tal cámara de burbullas. O dispositivo de circuíto é moi sinxelo, como todo enxeñosa. Paga a pena dicir algunhas palabras sobre a eficiencia de tales dispositivos depende en gran parte do seu tamaño. Canto maior sexa o cuarto, mellor a oportunidade de descubrir algo útil. Con todo, co aumento no tamaño aumenta o prezo dos materiais e do fluído de traballo, que ten un custo impresionante a grande escala. Agora xa sabe o que unha cámara de burbullas, cuxo principio está baseado no líquido superenriquecido. Este efecto foi estudado moi grande e, polo tanto, o presente considerado ser sensores electrónicos máis relevantes que superan en todos os aspectos.