Что такое облачная камера?

Облачная камера, также известная как камера Вильсона или камера Вильсона, представляет собой устройство, используемое физиками для наблюдения за следами частиц. Работает только с ионизирующим излучением. Другими устройствами, которые выполняют то же самое с помощью различных средств, являются пузырьковая камера, проволочная камера и искровая камера. Одно из величайших притязаний облачной камеры на славу состоит в том, что она использовалась для обнаружения позитрона, первой наблюдаемой формы антивещества.

Принцип работы облачной камеры основан на принципе конденсации ядер. В пересыщенных парах воды или спирта даже крошечная заряженная частица ионизирует молекулы в среде, когда она движется через нее, вызывая конденсацию воды вокруг нее и образование заметных следов влаги. Пересыщенный раствор означает, что воздух удерживает столько жидкости (обычно воды или спирта), сколько возможно. Воздух накачивается паром до тех пор, пока он не начнет скапливаться на дне камеры, что указывает на перенасыщение среды. Небольшие возмущения в воздухе вызывают образование жидкости, которая затем опускается на дно.

Облачная камера была первоначально изобретена шотландским физиком Чарльзом Уилсоном. Процесс открытия начался, когда он начал строить искусственные облачные камеры, пытаясь воспроизвести оптические явления ореолов, представляющих собой маленькие круглые радуги, образованные в тумане, заполненном частицами одинакового диаметра. Гало сопровождают хорошо известные явления призрака Броккена, наблюдаемые, когда низкое солнце отбрасывает длинную тень в туман.

Вы можете построить свою собственную облачную камеру из бытовых материалов за 50 долларов или около того. По сути, вы заполняете прозрачную камеру, как аквариум, изопропиловым спиртом, пока он не будет перенасыщен. Выровняйте дно камеры сухим льдом, затем покройте сухой лед металлом и картоном в указанном порядке. Смочите кусочек войлока спиртом и положите его под крышку камеры. Запечатайте камеру закрытой. Осветите облачную камеру с помощью слайд-проектора, и вскоре вы увидите свои собственные следы - от естественных космических лучей. С помощью этой дешевой облачной камеры можно наблюдать множество интересных следов частиц разных сортов. Если вы положите сильный магнит внизу, вы даже сможете увидеть искривление ионизированных частиц в его направлении.