버블 챔버는 무엇입니까?

버블 챔버는 하전 입자를 감지하기 위해 물리학에 사용되는 장치입니다. 1952 년 도널드 글래저 (Donald Glaser)가 발명했으며, 그 후 노벨상을 수상했습니다. 일단 입자를 검출하는 일반적인 방법이지만, 기포 챔버는 현재 매우 고 에너지 입자를 다룰 때 명백 해지는 일부 단점으로 인해 현재 자주 사용되지 않습니다.

버블 챔버의 원리 및 실제로 대부분의 입자 검출기는 매우 간단합니다. 비행기로 남은 트레일을 위해 하늘을 보는 것과 유사하다고 생각할 수 있습니다. 제트기가 너무 빨리 지나가더라도 지나치게 통과되지 않더라도 한동안 트레일을 볼 수있어 경로를 재구성 할 수 있습니다. 기포 챔버는 비슷한 원리를 따라 작동하며, 입자는 사진을 찍을 수있는 거품의 흔적을 남기고 있습니다.

챔버 자체는 일종의 투명하고 불안정한 액체, 종종 과열 된 수소로 채워져 있습니다. 액체는 슈퍼로 만들어졌습니다압력을받지 않고 가열되고 입자가 도입되는 순간에 약간 방출됩니다. 하전 입자가 챔버를 통과함에 따라, 그들은 통과 할 때 액체를 끓여서 거품의 흔적을 만듭니다. 입자 자체는 챔버를 통과하는 데 몇 나노초 만 소요되지만, 기포는 팽창하는 데 수백만 배 더 걸리며 일반적으로 약 10ms를 섭취합니다. 그 당시 사진은 다양한 각도에서 찍어 입자 경로의 3 차원 표현을 만듭니다.

그런 다음 챔버를 압력화하여 기포를 제거하고 다음 입자 배치로 절차를 반복합니다. 각 사진 세트는 우리가 짧은 시간을 고려할 수있는 것으로 촬영되며, 각각 몇 초 밖에 걸리지 않지만 실제로 과학적 표준에 따라 매우 길다. 현대 탐지기는 전체 절차를 밀리 초로 수행 할 수 있습니다.수백 또는 수천 개의 파열의 입자가 몇 초 안에 문서화되기 때문입니다. 현대 탐지기는 또한 이미지를 디지털 방식으로 캡처하여 분석하고 저장하기가 더 쉬워집니다.

결과적으로, 기포 챔버는 현대 입자 검출에 거의 사용되지 않습니다. 또 다른 문제는 버블 챔버가 상당히 작기 때문에 고 에너지 입자의 충돌을 올바르게 기록 할 수 없어 현대 실험에서 유용성을 더욱 줄일 수 있다는 것입니다. 마지막으로, 액체가 과열되는 지점은 인스턴트 입자가 서로 맞을 때 정확히 일치해야하며, 이는 극도로 수명이 많은 수명을 가진 입자와 조정하는 것이 거의 불가능할 수 있습니다.

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상대적 노후화에도 불구하고, 버블 챔버의 이미지는 여전히 가르치는 목적에 매우 유용합니다. 그들은 물리적 트레일의 사진이기 때문에 일반적으로 사람들이 상호 작용에 대한 더 복잡한 설명 또는 기타 추상화 된 DA보다 이해하기가 훨씬 쉽습니다.고마워. 학생들은 버블 트레일로 캡처 된 이미지를보고 다양한 입자의 상호 작용과 챔버에서의 시간 동안 입자가 어떻게 부패하는지를 정확하게 볼 수 있습니다. 이러한 이유로, 최첨단 연구에 널리 사용되지는 않았지만, 버블 챔버는 일부 대학 실험실을 계속 사용하는 것을 보았으며 역사적으로 찍은 사진은 종종 교과서에서 볼 수 있습니다.

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