クラウドチャンバーとは

ウィルソンチャンバーまたはウィルソンクラウドチャンバーとしても知られるクラウドチャンバーは、物理学者が粒子の軌跡を観察するために使用する装置です。 電離放射線でのみ機能します。 異なる手段で同じことを達成する他のデバイスは、バブルチャンバー、ワイヤーチャンバー、およびスパークチャンバーです。 クラウドチャンバーの名声の最大の主張の1つは、反物質の最初の観測された形態である陽電子を発見するために使用されたということです。

クラウドチャンバーの仕組みは、凝縮核の原理に基づいています。 過飽和の水またはアルコール蒸気では、小さな荷電粒子でさえも、媒体中を移動するときに媒体中の分子をイオン化し、水をその周囲に凝縮させ、観測可能な水分の痕跡を作ります。 過飽和溶液とは、空気が可能な限り多くの液体（通常は水またはアルコール）を保持していることを意味します。 空気は、チャンバーの底に溜まり始めるまで蒸気でポンプで送られ、培地が過飽和になっていることを示します。 空気中の小さな摂動は液体の形成を引き起こし、液体は底に落ちます。

雲の部屋はもともとスコットランドの物理学者チャールズ・ウィルソンによって発明されました。 発見プロセスは、彼が均一な直径の粒子で満たされたミストで形成される小さな円形の虹であるハローの光学現象を再現するために人工雲室を構築し始めたときに始まりました。 ハローは、低空の太陽が霧の中に長い影を落とすときに観測される、ブロッケンスペクトルのよく知られた現象を伴います。

50ドルかそこらのコストで、家庭用品を使って独自のクラウドチャンバーを構築できます。 基本的に、過飽和になるまで、水槽のような透明な部屋にイソプロピルアルコールを満たします。 チャンバーの底にドライアイスを敷き、次にドライアイスを金属と厚紙でこの順番で覆います。 フェルトをアルコールに浸し、チャンバーの蓋の下に置きます。 チャンバーを密閉して閉じます。 スライドプロジェクターで雲箱を照らすと、やがて自然な宇宙線からのあなた自身の軌跡が見えます。 いくつかの異なる種類の多くの興味深い粒子の軌跡は、この汚れの少ない雲のチャンバーを使用して観察することができます。 底部に強力な磁石を置くと、イオン化された粒子の曲率を見ることができます。