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.).
в котором трек (след) частицы образует цепочка мелких капелек
жидкости вдоль траектории её движения.
Изобретена
Ч. Вильсоном в 1912 г. (Нобелевская премия 1927 г.).
Слайд 3
Рис. 1. Камера Вильсона (1912 г.) и фотография
треков
Слайд 4
Важным этапом в методике наблюдения следов частиц явилось
создание камеры Вильсона(1912 г.). За это изобретение Ч. Вильсону в 1927 г. присуждена
Нобелевская премия. В камере Вильсона треки заряженных частиц 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. Пространственное разрешение камеры Вильсона обычно ≈ 0.3 мм. 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, 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.
Слайд 6
Доработки камеры Вильсона 1.Возможности камеры Вильсона значительно возрастают при
помещении её в магнитное поле. По искривлённой магнитным полем
траектории заряженной частицы определяют знак её заряда и импульс. С помощью камеры Вильсона в 1932 г. К. Андерсон обнаружил в космических лучах позитрон.
Наблюдение позитрона в камере Вильсона (рис. 2), помещенной в магнитное поле. Тонкая изогнутая прерывистая линия, идущая снизу вверх – трек позитрона. Темная полоса, пересекающая трек посредине, слой вещества, в котором позитрон теряет часть энергии, и по выходе из которого двигается с меньшей скоростью. Поэтому трек искривлён сильнее.
Слайд 7
Рис. 3. Наблюдение позитрона в камере Вильсона.
Слайд 8
Доработки камеры Вильсона 2.Важным усовершенствованием, удостоенным в 1948 г.
Нобелевской премии (П. Блэкетт), явилось создание управляемой камеры Вильсона. Специальные
счётчики отбирают события, которые должны быть зарегистрированы камерой Вильсона, и “запускают” камеру лишь для наблюдения таких событий. Эффективность камеры Вильсона, работающей в таком режиме, многократно возрастает. “Управляемость” камеры Вильсона объясняется тем, что можно обеспечить очень высокую скорость расширения газовой среды и камера успевает отреагировать на запускающий сигнал внешних счётчиков.
Слайд 9
Источники http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/detectors/wchamber.htm