Bubble kamerası: hərəkət prinsipi, cihaz, dövrə. Baloncuk kamerasının üstünlükləri və dezavantajları

20-ci əsrin ortalarında bir baloncuk kamerası ixtira edildi - mikropartikulları müşahidə etmək üçün fəal şəkildə istifadə edilən bir cihaz. Çox hissəsi üçün mikrokosmik müşahidə edən fiziklər tərəfindən istifadə edilmişdir. Bu gün belə texnologiyanın böyük inkişafına və müxtəlif elektronik sensorların mövcudluğuna baxmayaraq, məktəblilərə balonların köməyi ilə hazırlanan hissəciklərin fotoşəkillər göstərilir.

Kameranın necə gəldiyi haqqında

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, XX əsrin ortalarında bu ixtira ortaya çıxdı. Və bütün bunlar, çünki alim-fiziklər ittiham olunan hissəcikləri mövcud detektorları ilə əlaqələndirməmişdilər. O dövrdə hər kəs zaten proton, neytron, elektron və pozitronun nə olduğunu bilirdi. 1950-ci ildə bu sualın həlli D. Qlazer tərəfindən qəbul edilmişdir. Alim həm fiziki, həm də fiziki reaksiyalar, elektrik və maye, eləcə də möhkəm dönüşümlərdən istifadə etməyə çalışdı. Lakin o, maye fenomeni dayandırmağa və daha dəqiq iş qarışığının aşınma prinsipi üzərində qərar verməyə qərar verdi. Donaldın özünə təqdim etdiyi əsas tələblər, əməliyyatda yüksək sürətdir ki, bu zaman zəruri bir fotoşəkildə bir parçacıq çəkə bilir. Əlbəttə ki, kabarcıklı kamera və bulud kamerası bir-birinə bənzəyir. Amma bir sıra fərqlər var ki, biz daha da danışacağıq.

Bubble kamerası: hərəkət prinsipi

Dietil etər aşağı qiymətə üstünlük verən işçi mayesi kimi istifadə edilmişdir. Bundan əlavə, asanlıqla təmiz şəkildə əldə edilə bilər. Məlumdur ki, bu mayalanma qaynama nöqtəsinə (1400 dərəcə Selsi) qızdırmaq və daha sonra otaq temperaturu qədər sərinləmək idi. Hazırda radioaktiv maddə, məsələn, kobalt, sonra təxminən 60 saniyə aralığa qədər işlənir, işləyən maye qaynar. Bir dəqiqəlik bir fotoşəkildə hissəciklərin hərəkətini tuta bilərdi.

Hər şeyi göstərmək üçün Glazer odadavamlı camdan hazırlanmış iki kameradan istifadə etdi və dietil eter ilə doldu. Isıtma, bir yağ hamamında reallaşdırıldı və təzyiq bir tutacaq vasitəsi ilə endirildi. Bu anda kamera çəkildi. Orta hesabla kadr nisbəti saniyədə təxminən 3000 idi. Bu, damarlarındakı hissəciklərin hərəkətini ələ keçirmək üçün imkan yaratdı. Daha sonra baloncuk kamerası Bir az avtomatlaşdırılmışdı amma fəaliyyət prinsipi eyni qaldı. Ən çox istifadə edilən bir Geiger sayacı, radiasiya görünüşünü izləmək üçün imkan verdi.

Bubble kamera: cihaz

İndi bu ixtiranın nə olduğunu bir az danışaq. Çox hallarda, bir neçə kiçik pəncərə olan bir gəmidir. Paltaryalar xüsusi bir maye ilə doldu və maqnit sahəsində yerləşdirildi. Həmişə atmosferdən yuxarı təzyiq istifadə. Bəzən işçi mayesinin (RJ) aşağı temperaturda qaynadılması üçün sərinləmək üçün lazım olan bir kriostat istifadə edilmişdir. Sürətləndiricidən radioaktiv elementlərin sərbəst buraxılmasından əvvəl, kameralardakı təzyiq azad olundu və aşırı qızdırılmış bir maye əldə edildi. Bir yük var, yolunda qaynar maye ilə kabarcıklar buraxır. Mikrosaniyenin yalnız bir hissəsi reaksiyanı yerinə yetirmək üçün kifayətdir. Bir anda, baloncuklar böyüklük əmrinə çevrildi. İşıqlandırma üçün, lampa və üç kamera işə salındı və bununla da stereo görüntü əldə edildi.

Təcrübənin son mərhələsi

Son mərhələdə yüklənmiş radioaktiv hissəciklərin hərəkətinin traektoru və xarakterinin kompleks təhlili aparılmışdır. Fotoşəkillərin bir neçə gün ərzində emal edildiyi hallar var, ancaq aylar işlənmişdir. Bir spiral əldə edildikdə, bu bir elektronun keçişini göstərdi. Sözdə çəngəllər nötral hissəciklərin olması barədə danışdılar. Əksər hallarda, əldə edilən 3 fotoşəkilli məlumatlara əsaslanaraq elementlərin traektoriyasını diqqətlə ölçmüşdür. Şəkil tamamilə bərpa edə bilsəniz, məkan şəkilləri yarada bilərsiniz. Əvvəlcə bu mövzuda elm adamları məşğul olurdu, ancaq bu kimi bir iş il çəkə bilərdi. Vəziyyət, prosesləri böyük ölçüdə sürətləndirən kompüterlərin gəlməsi ilə dəyişdi.

Bu tipli kameralardan istifadə etmək üstünlükləri

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, cihaz Wilson'un fəaliyyət prinsipi ilə ixtirası kimi bir azdır. Ancaq bir sıra etibarsız üstünlüklər var. Ən əhəmiyyətli üstünlük əməliyyatın sürəti hesab edilə bilər ki, bu da yüksək ehtimalla fotoşəkildə nəzərə çarpan bir fenomeni düzəltməyə imkan verir.

Başqa bir artı isə ki, maye sıxlığı yüksək sıxlığa malikdir. Bu, müəyyən bir mühitdə gözlənilən hadisə baş verəcək şansını çox artırır. Baloncik kamerasının üstünlüyü nədir, əməliyyat dövrü çox vaxt çəkir. Bu parametr sadəcə müxtəlif növ sürətləndiricilərdə cihazın istifadəsi üçün zəruri şəraitdir. Superheated sıvı kifayət qədər tez əldə edilə bilər, bunun üçün yalnız sistemdə təzyiqi azaltmaq lazımdır. Burada, prinsipcə, bu cihazın bütün əsas üstünlükləri.

Eksikliklər haqqında bir az

Bu məqalənin əvvəlində qeyd edildiyi kimi, indiki vaxtda lazım olan obyektləri yüksək dəqiqliklə tapmağa, yüksək sürətlə lazımi elementləri seçməyə və onların məkan şəkilini müəyyən etməyə imkan verən çox sayda müxtəlif elektron sensorları var. Baloncik kamerasının əsas çatışmazlıqlarının tamamlanmasının kifayət qədər idarəedilməz olması. Bir qayda olaraq, əldə edilən nəticələrin əksəriyyəti elmi maraqları təmsil etmir, lakin fotoşəkildə lazımsızlığı atmaq üçün kifayət qədər vaxt tələb oluna bilər. Digər bir dezavantaj isə cihazın dərhal başlamasının mümkün olmadığıdır, xüsusilə iş akışkanının və digər fiziki parametrlərin inertiyası ilə bağlıdır. Prinsipcə, biz çatışmazlıqları anladım, daha da irəliləyək.

Texniki tərəfdən

Bu üsuldan istifadə edildikdə yüklü hissəciklərin aşkarlanması zamanı 100-dən çox nüsxə baloncuk kamerası qeydə alınıb. Bu dövrdə helyum, hidrogen, freon, xenon, propan və s. Kimi müxtəlif mayelər istifadə edilmişdir. Eyni, ultrasonik olanlar ilə başlayan və xenon üçün otaqlar ilə bitən temperaturlara aiddir. "Gargamel" - sxemi başqalarından tamamilə fərqlənməyən son bubble kamerası. Ancaq onun otaqlarında təxminən 18 ton freon doldu. Bu qurğu həmin vaxtlar üçün böyük bir kəşf etməyə - neytral nöqtələr arasındakı qarşılıqlı əlaqəyə imkan verdi. Ən böyük nümunə 4,5 metr diametrə malik idi. Cihaz hidrogenlə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Ancaq bütün problem böyük bir sürətdə radioaktiv hissəciklər paketləri istehsal edən yeni sürətləndiricilərin icad edildiyi idi, buna görə heç bir kabarcıklı kameralar öhdəsindən gəlmədi.

Bir neçə vacib nöqtə

Hazırda bu kameralar artıq istifadə olunmadığına diqqət yetirmək lazımdır. Demək olar ki, hər kəs onları yazırdı, lakin çıxdıqları kimi, bu, erkən bir qərar idi. 2002-ci ildə kabarcıkların köməyi ilə pentaquarts adlı yeni hissəciklər aşkar edilmişdir. Yenə də, bu, eyni ilin tədqiqatlarının nəticəsidir, lakin bir çox illər əvvəl əldə edilmiş fotoşəkillərin elementar yoxlanışıdır. Bu, keçmişdə görülən işlərə dəyər verən bir şeyi tapa bilərsiniz.

Üstəlik, müasir texnologiyanın hesablama gücü belə böyükdür ki, hər bir şəkilin işlənməsi üçün çox az vaxt tələb olunur. Prinsipcə, bu tip detektorun səmərəliliyi hazırda olduqca aşağıdır, buna görə də onları istifadə etmək məqsədəuyğun deyil, lakin bir dəfə əldə edilmiş eksperimental məlumatlar bu gün faydalı ola bilər.

Nəticə

Budur, budur, bir baloncuk kamerası nə haqqında danışmaq olar. Qurğunun sxemi bütün səliqəli kimi çox sadədir. Bu cihazların effektivliyi böyük ölçüdə onların ölçüsündən asılıdır ki, bir neçə söz deməkdir. Daha böyük kamera, faydalı bir şey tapmaq şansı daha yüksəkdir. Buna baxmayaraq, ölçüləri artarkən, materialların qiyməti və işləyən mayelərin həcmi artır, bu da böyük miqdarda təsirli bir xərcə malikdir. İndi bilirsiniz ki, bir baloncuk kamerası nədir, prinsipi mayenin çox qızdırılmasına əsaslanır. Bu effekt tədqiq edilmişdir və buna görə də elektronik sensorlar daha vacib hesab olunur və bu, hər cəhətdən faydalıdır.