Как на смену газопаровой камере пришла вначале диффузионная, потом пузырьковая и наконец искроваяС момента изобретения газопаровая камера много раз совершенствовалась, в результате чего превратилась в удобный и надежный инструмент. Так, первые образцы камеры Вильсона после выдвижения поршня и расширения объема требовали приведения ее в исходное состояние. Но в 1939 году американский инженер А. Лангсдорф изобрел «диффузионную паровую камеру»: в ней из теплой в холодную часть аппарата диффундировали пары спирта; в результате в холодном конце всегда сохранялись условия перенасыщения, поэтому измерения можно было проводить непрерывно.Затем появилась пузырьковая камера (1953 г.), работающая по сходному принципу с той разницей, что вместо перенасыщенного пара там используются перегретые жидкости под давлением, а следы частиц имеют форму мельчайших пузырьков. Существует легенда, что эта идея пришла в голову американцу Д. Глезеру, когда он рассматривал пузырьки, поднимающиеся в пивном бокале. Если это действительно так, то это был самый знаменитый бокал с пивом за всю историю физики, за него Глезер получил Нобелевскую премию по физике за 1960 год. Первая пузырьковая камера имела всего десяток сантиметров в диаметре, но в течение десятилетия появились камеры длиной 6 футов. Пузырьковые камеры, как и диффузионные паровые, обеспечивают непрерывные измерения элементарных частиц. Кроме того, в определенном объеме жидкости, по сравнению с тем же объемом газа или пара, присутствует намного больше атомов, там выше и плотность образующихся ионов, что особенно важно для исследования быстрых и короткоживущих частиц. С помощью пузырьковых камер в первое десятилетие после изобретения делались сотни тысяч фотографий в неделю. Поэтому в 1960 году были обнаружены сверхкороткоживущие частицы, которые ранее не удавалось зафиксировать. Наиболее пригодным для заполнения пузырьковых камер оказался жидкий водород, поскольку ядра водорода устроены очень просто (состоят из одного протона); это облегчает расшифровку следов. Хотя пузырьковая камера и более чувствительна к короткоживущим частицам по сравнению с паровой камерой, у нее тоже есть свои ограничения. В отличие от камеры Вильсона пузырьковую камеру невозможно настроить на определенное событие. Этот прибор записывает все подряд, поэтому приходится разбираться в огромном количестве следов, независимо от степени их важности. Поэтому продолжились поиски новых типов детекторов элементарных частиц, сочетающих в себе избирательность паровой камеры и чувствительность пузырьковой. Эти поиски привели к созданию искровой камеры, в которой входящие частицы ионизируют газ (например, неон), вызывая электрический ток, который многократно усиливается, проходя через ряд металлических пластин под напряжением. В результате появляются видимые светящиеся линии электрических разрядов, обозначающие траекторию частиц. Первая такая камера была изготовлена в 1959 году японскими физиками Фукуи и Миямото. В 1963 году советские инженеры усовершенствовали ее конструкцию, повысив чувствительность и расширив область применения. В этом аппарате короткие вспышки света запоминаются, образуя непрерывные светящиеся линии. В результате они одновременно фиксируют события, происходящие внутри камеры, и следят за частицами, проносящимися во всех направлениях, чего обычные искровые камеры делать не могут. Альфа-частицы при соприкосновении с водородом выбивают быстрые протоны Выбивают ли альфа-частицы протоны из атомов азота Газопаровая камера позволила фотографировать треки бета и альфа-частиц Как азот превратили в кислород Как на смену газопаровой камере пришла вначале диффузионная, потом пузырьковая и наконец искровая Канальные лучи оказались протонами Кризис теории протонно-электронной структуры ядра атома Модель атома Резерфорда позволила объяснить химические процессы Первая модель строения атомов - атомы состоят из атомов водорода Радиоактивное разделение электронов и ядер, получение альфа-частиц - ядер гелия Электронно-протонная модель атома Резерфорда |
|
Разное |
|
|