Co je to bublinová komora?

Bublinová komora je zařízení používané ve fyzice k detekci nabitých částic. Byl vynalezen Donaldem Glaserem v roce 1952 a následně byl udělen Nobelovu cenu za jeho vynález. Ačkoli kdysi převládající způsob detekce částic, bublinová komora se v současné době často nepoužívá, z velké části kvůli některým nevýhodám, které se projeví při řešení extrémně vysokoenergetických částic.

Princip bublinové komory a skutečně většina detektorů částic, je docela jednoduchý. Lze to považovat za analogické sledování oblohy pro stezky, které zůstaly letadly. I když tryskové pruhy tak rychle, že si to nevšimnete, uvidíte jeho stezku nějakou dobu, což vám umožní rekonstruovat cestu, kterou se vydala. Bublinová komora pracuje podél podobného principu, přičemž částice opouštějí stopu bublin, které lze fotografovat. Kapalina je vyrobena superVyhříváno jeho udržováním pod tlakem a mírným uvolněním v okamžiku, kdy jsou částice zavedeny. Jak se nabité částice procházejí komorou, způsobují, že se kapalina vaří, když procházejí, a vytváří stopu bublin. Samotné částice trvají jen několik nanosekund, aby procházely komorou, ale bubliny trvají milionykrát déle, než se rozšíří, obvykle trvá asi 10 ms. V té době lze fotografie pořizovat z různých úhlů a vytvořit trojrozměrnou reprezentaci cesty částic.

Bubliny jsou poté eliminovány tlakem komory a postup se opakuje s další dávkou částic. Každá sada fotografií je pořízena v tom, co bychom mohli považovat za krátkou dobu, což vyžaduje jen několik sekund, ale podle vědeckých standardů to je ve skutečnosti poměrně dlouhé. Moderní detektory jsou schopny provést celý postup v milisekundách, všechnykvůli stovkám nebo tisícům výbuchů částic, které mají být zdokumentovány za několik sekund. Moderní detektory také digitálně zachycují obrázky, což usnadňuje analýzu a ukládání.

Výsledkem je, že bublinová komora se zřídka používá v moderní detekci částic. Dalším problémem je, že protože bublinové komory jsou poměrně malé, nejsou také schopny řádně dokumentovat srážky vysokoenergetických částic, což dále snižuje jejich užitečnost v moderních experimentech. Konečně, bod, ve kterém se kapalina přehřátá

Navzdory své relativní zastarávání jsou obrázky z bublinových komor stále velmi užitečné pro účely výuky. Protože jsou to fotografie fyzických stezek, jsou pro lidi obecně mnohem snazší než složitější popisy interakcí nebo jiné abstraktní DATa. Studenti se mohou podívat na obraz zachycený z bublinové stezky a přesně vidět interakce různých částic a jak se částice rozkládají během jejich doby v komoře. Z těchto důvodů, ačkoli se v špičkovém výzkumu široce používají, bublinové komory nadále vidí některé používání univerzitních laboratoří a fotografie pořízené historicky jsou často vidět v učebnicích.