버블 챔버 란?

버블 챔버는 하전 입자를 검출하기 위해 물리학에서 사용되는 장치입니다. 그것은 1952 년 도널드 글레이저에 의해 발명되었으며, 이후 발명품으로 노벨상을 수상했습니다. 일단 입자를 검출하는 일반적인 방법이지만, 기포 챔버는 현재 매우 자주 사용되지는 않지만, 매우 높은 에너지 입자를 다룰 때 명백 해지는 일부 단점 때문에 크게 사용되지 않는다.

기포 실의 기본 원리와 실제로 대부분의 입자 탐지기는 매우 간단합니다. 비행기가 남은 흔적을 하늘을 바라 보는 것과 비슷하다고 생각할 수 있습니다. 제트기가 너무 빨리 지나가더라도 지나가는 것을 눈치 채지 못하더라도 한동안 트레일이 보이므로 경로를 재구성 할 수 있습니다. 기포 챔버는 유사한 원리에 따라 작동하며 입자가 사진을 찍을 수있는 기포의 흔적을 남깁니다.

챔버 자체는 일종의 투명하고 불안정한 액체, 종종 과열 된 수소로 채워져 있습니다. 액체는 압력을 유지하고 입자가 유입되는 순간 약간 방출하여 과열됩니다. 하전 된 입자가 챔버를 통과 할 때 액체가 통과하면서 끓게되어 기포가 발생합니다. 입자 자체는 챔버를 통과하는 데 몇 나노초 밖에 걸리지 않지만, 기포가 팽창하는 데 수백만 시간이 걸리며 일반적으로 약 10ms가 걸립니다. 그때, 사진을 다양한 각도에서 촬영하여 입자 경로를 3 차원으로 표현할 수 있습니다.

챔버를 가압함으로써 기포가 제거되고, 다음 배치의 입자로 절차가 반복된다. 각 사진 세트는 단 몇 초만에 필요한 것으로 촬영되며, 각각 몇 초 밖에 걸리지 않지만 실제로는 과학적 표준에 의해 상당히 길다. 최신 탐지기는 밀리 초 단위로 전체 절차를 수행 할 수 있으므로 몇 초 안에 수백 또는 수천 개의 입자 버스트가 기록 될 수 있습니다. 최신 탐지기는 이미지를 디지털 방식으로 캡처하여 분석 및 저장이 더 쉬워졌습니다.

결과적으로 기포 챔버는 현대식 입자 탐지에 거의 사용되지 않습니다. 또 다른 문제는 기포 실이 상당히 작기 때문에 고 에너지 입자의 충돌을 올바르게 기록 할 수 없어서 현대 실험에서 유용성을 떨어 뜨린다는 것입니다. 마지막으로, 액체가 과열되는 지점은 순간 입자가 서로 충돌 할 때와 정확히 일치해야하며, 이는 수명이 매우 짧은 입자와 조정하기가 거의 불가능합니다.

그들의 상대적인 노후화에도 불구하고, 버블 챔버로부터의 이미지는 여전히 가르치는 목적에 매우 유용하다. 그것들은 물리적 흔적의 사진이기 때문에, 사람들은 상호 작용에 대한 더 복잡한 설명이나 다른 추상 데이터보다 사람들이 이해하기가 훨씬 쉽습니다. 학생들은 버블 트레일에서 캡처 한 이미지를보고 다양한 입자의 상호 작용과 챔버에서 시간이 지남에 따라 입자가 어떻게 붕괴되는지 확인할 수 있습니다. 이러한 이유로, 최첨단 연구에서 널리 사용되지는 않지만 버블 챔버는 일부 대학 실험실을 계속 사용하고 있으며, 역사적으로 찍은 사진은 종종 교과서에서 볼 수 있습니다.