La chambre à bulles: le principe de fonctionnement, le circuit de dispositif. Avantages et inconvénients de la chambre à bulles

De retour dans le milieu du 20e siècle a été inventé la chambre à bulles – un dispositif qui est utilisé pour contrôler activement les microparticules. Pour la plupart, il a été utilisé par les physiciens qui ont observé le microcosme. Aujourd'hui encore, malgré l'énorme développement de la technologie et la disponibilité des différents capteurs électroniques, les élèves montrent des photos des particules en utilisant les bulles.

A propos de la façon dont il y avait une caméra

Comme nous l'avons indiqué plus haut, au milieu du 20e siècle, et l'invention apparaît. Et en raison du fait que les scientifiques physiques ne pouvaient pas réussir à explorer les particules chargées des détecteurs existants. En ce moment-là, tout le monde savait ce qu'était un proton, neutron, électron et un positron. En 1950, pour résoudre le problème engagé D. Glaser. Les scientifiques tentent d'utiliser les deux réactions chimiques et physiques, électriques et liquides ainsi que la conversion solide. Mais il a décidé de rester sur un phénomène liquide, pour être plus précis, sur le principe de travail de la surchauffe du mélange. Les exigences de base que Donald mis en avant son invention – une vitesse de réponse élevée, ce qui permet de capturer la particule dans la photographie au bon moment. Bien sûr, la chambre à bulles et la chambre des nuages sont assez semblables. Mais il y a quelques différences, que nous, en fait, de parler.

La chambre à bulles: le principe de l'action

Le fluide de travail utilisé comme l' éther diéthylique, ce qui a un tel avantage comme un prix bas. De plus, il peut être obtenu sous une forme pure, sans aucune difficulté. En bout de ligne consiste à chauffer ce liquide à la température d'ébullition (1400 degrés Celsius), puis refroidi à la température ambiante. A cette époque, les matières radioactives est amenée, par exemple le cobalt, par la suite avec un intervalle d'environ 60 secondes, le fluide de travail se résume. Une fois une minute, il était possible de capter le mouvement des particules sur la photo.

Tous montrent clairement Glazer a utilisé deux caméras, en verre dur et rempli avec de l'éther. Le chauffage a été effectué dans un bain d'huile, et la pression peut être abaissée en utilisant la poignée. A cette époque, la caméra sera lancée. Le taux de trame moyenne était d'environ 3 000 par seconde. Ceci a permis de capturer le mouvement des particules dans les vaisseaux. Par la suite chambre à bulles était un peu automatisé, mais le principe de fonctionnement reste le même. Le plus souvent , ils ont utilisé un compteur Geiger, qui permettent de retracer l'apparition de rayonnement.

La chambre à bulles: le dispositif

Maintenant, nous allons parler un peu de ce qui est une présente invention. Dans la plupart des cas, ce navire ayant plusieurs petites fenêtres. Chambre remplie d'un liquide spécial et placé dans le champ magnétique. Toujours utiliser une pression supérieure à l'atmosphère. Parfois, cryostat a été utilisé, ce qui était nécessaire pour refroidir un liquide de travail (GC), se résume à des températures basses. Immédiatement avant la libération des éléments radioactifs de l'accélérateur est dépressurisé dans les chambres, et reçoit liquide surchauffé. Tout ce qui a une charge sur son chemin laisse les bulles de liquide bouillant. Pour suffisamment effectuer la réaction ne représente qu'une fraction de microseconde. En un instant, les bulles sont devenues un ordre de plus de grandeur. Pour éclairer la lampe et comprenait trois caméras, dont visualisation stéréo.

La phase finale de l'expérience

Au stade final a été effectué l'analyse complexe et une trajectoire de caractère chargé de particules radioactives. Il y a des cas où les photos pour le traitement effectué par quelques jours, mais les ont traités pendant des mois. Lorsque vous obtenez une spirale, il est révélateur du passage d'un électron. Le soi-disant « bouchon » a parlé de la présence de particules neutres. Dans la plupart des cas, sur la base des données obtenues 3 images, soigneusement mesurées trajectoire mouvement des éléments. Si vous parvenez à restaurer complètement l'image, il était possible de créer une image en trois dimensions. Dans un premier temps, cela a été fait par les scientifiques, mais une telle étude pourrait prendre des années. La situation a changé avec l'avènement des ordinateurs, ce qui a grandement accéléré le processus.

Sur les avantages de l'utilisation de ce type de caméra

Comme il est indiqué ci-dessus, le dispositif selon le principe d'action un peu comme l'invention de Wilson. Mais il y a un certain nombre d'avantages. L'avantage le plus important peut être considéré comme la vitesse de fonctionnement, ce qui est très probable que vous pouvez fixer sur la photo phénomène remarquable.

Un autre avantage réside dans le fait que comme fluide de travail utilisé substances fluides ayant une densité élevée. Il est augmente beaucoup la chance qui va se passer dans l'événement attendu à moyen. Quel est l'avantage de la chambre à bulles, il est donc que le cycle de son travail prend un peu de temps. Ce paramètre est simplement une condition préalable à l'utilisation du dispositif dans les accélérateurs de différents types. Liquide surchauffé peut être obtenu assez rapidement, il n'a besoin que de réduire la pression dans le système. Ici, en principe, tous les principaux avantages de ce dispositif.

Un peu sur les lacunes

Comme il est indiqué au début de cet article, maintenant il y a juste un grand nombre de différents capteurs électroniques, avec une grande précision pour trouver les bons objets à grande vitesse pour sélectionner les éléments que vous souhaitez déterminer leur image en trois dimensions. Il est dans le sous-virage sont les principaux inconvénients de la chambre à bulles. En règle générale, la plupart des résultats est d'aucun intérêt scientifique, mais de jeter inutilement dans la photo, il peut prendre un certain temps. Un autre inconvénient est que le dispositif est tout simplement pas possible de lancer instantanément, en particulier, cela est dû à l'inertie du fluide de travail, et d'autres paramètres physiques. En principe, les lacunes que nous avons pensé, nous allons aller plus loin.

Sur le plan technique

Lors de l'utilisation de ce procédé de détection de particules chargées il a été enregistré un peu plus de 100 copies de chambres à bulles. Pendant ce temps, nous utilisons une variété de liquides, tels que l'hélium, l'hydrogène, le fréon, le xénon, le propane et d'autres. De même à la température, qui a commencé et se termine par une très faible unité intérieure pour Xenon. « Gargamel » – la dernière chambre à bulles, le circuit est pas fondamentalement différent des autres. Mais dans sa chambre a été inondée avec environ 18 tonnes de fréon. Ce dispositif est autorisé à faire une grande ouverture pour les temps – l'interaction entre les points neutres. Le plus grand spécimen avait un diamètre de 4,5 mètres. Dispositif destiné à être utilisé avec de l'hydrogène. Mais le problème est le fait que inventer de nouveaux boosters qui ont émis des faisceaux de particules radioactives à grande vitesse, donc pas de chambres à bulles ne sont plus à faire face.

Quelques points importants

Il convient de prêter attention au fait que les données actuellement de la caméra n'est pas utilisé. La quasi-totalité d'entre eux ont radié des comptes, mais comme il est apparu, il était une décision prématurée. En 2002, les nouvelles particules appelées pentakvarty ont été ouvertes à l'aide de bulles. Mais encore une fois ce n'est pas le résultat d'études de la même année, et les images de tests unitaires obtenus il y a plusieurs années. Il dit que vous pouvez trouver quelque chose d'utile de ce qui a été fait dans le passé.

De plus, la puissance de calcul de la technologie moderne est si élevé que le traitement de chaque image laissera très peu de temps. En principe, l'efficacité de ce type de détecteur de piste est actuellement très faible, il est donc conseillé d'utiliser pas, mais une fois que les données expérimentales peuvent être utiles aujourd'hui.

conclusion

Eh bien, voilà tout ce qu'on peut dire qu'une telle chambre à bulles. Le dispositif de circuit est assez simple, comme tout ingénieux. Il vaut la peine de dire quelques mots au sujet de l'efficacité de ces appareils dépend en grande partie de leur taille. Plus la pièce, plus la chance de découvrir quelque chose d'utile. Cependant, avec l'augmentation de la taille augmente le prix des matières et le fluide de travail, ce qui a un coût impressionnant sur une grande échelle. Maintenant, vous savez ce qu'est une chambre à bulles, dont le principe est basé sur le liquide surchauffé. Cet effet a été étudié loin, donc à l'heure actuelle considéré comme capteurs électroniques les plus pertinents qui surclassent à tous égards.