Pufak kamerasi
Pufak kamerasi — bu oʻta qizitilgan shaffof suyuqlik (koʻpincha suyuq vodorod) bilan toʻldirilgan idish boʻlib, u orqali harakatlanadigan elektr zaryadlangan zarralarni aniqlash uchun ishlatiladi. U 1952-yilda Donald A. Glaser tomonidan ixtiro qilingan [1], buning uchun u 1960-yilda fizika boʻyicha Nobel mukofotiga sazovor boʻlgan[2]. Taxminlarga koʻra, Glaser bir stakan pivo ichidagi pufakchalardan ilhomlangan; ammo, 2006-yilgi nutqida u bu voqeani rad etdi, garchi pivo pufak kamerasi uchun ilhom manbai boʻlmasa-da, u dastlabki prototiplarni toʻldirish uchun pivo yordamida tajribalar oʻtkazganligini aytdi[3].
Pufak kameralar avvallari keng qoʻllangan boʻlsa-da, endi ular asosan simli kameralar, uchqun kameralari, drift kameralari va kremniy detektorlari bilan almashtirildi. Mashhur pufak kameralari orasida Katta Yevropa pufak kamerasi (BEBC) va Gargamelle mavjud.
Ishlash prinsipi
tahrir
Pufak kamerasi bulut kamerasiga oʻxshaydi, ham dasturda, ham asosiy printsipda. Odatda, katta silindrni qaynash nuqtasi ostida qizdirilgan suyuqlik bilan toʻldirish orqali amalga oshiriladi. Zarrachalar kameraga kirganda, porshen birdan bosimini pasaytiradi va suyuqlik oʻta qizib ketgan, metastabil fazaga kiradi. Zaryadlangan zarralar ionlanish yoʻlini hosil qiladi, uning atrofida suyuqlik bugʻlanadi va mikroskopik pufakchalar hosil qiladi. Yoʻl atrofidagi pufaklar zichligi zarrachaning energiya yoʻqotilishiga proportsional boʻladi.
Pufakchalar kameraning kengayishi bilan koʻrish yoki suratga olish uchun yetarlicha katta boʻlgunga qadar kattalashadi. Uning atrofida bir nechta kameralar oʻrnatilgan boʻlib, ular hodisaning uch oʻlchamli tasvirini olish imkonini beradi. Bir necha mikrometr (mkm) gacha boʻlgan oʻlchamlari boʻlgan pufak kameralari mavjud va ishlatiladi.
Koʻpincha butun kameraga doimiy magnit maydon bilan taʼsir qilish foydalidir. U zaryadlangan zarrachalarga Lorents kuchi orqali taʼsir qiladi va ularni radiuslari zarrachalarning zaryad-massa nisbati va ularning tezligi bilan belgilanadigan spiral yoʻllarda harakatlanishiga olib keladi. Barcha maʼlum, zaryadlangan, uzoq umr koʻrgan subatomik zarrachalarning zaryadining kattaligi elektronniki bilan bir xil boʻlgani sababli, ularning egrilik radiusi impulslariga mutanosib boʻlishi kerak. Shunday qilib, zarrachaning egrilik radiusini oʻlchash orqali uning impuls momentini aniqlash mumkin.
Muhim kashfiyotlar
tahrirPufak kamerasi tomonidan amalga oshirilgan muhim kashfiyotlar qatoriga 1973-yilda Gargamelda kuchsiz neytral tokning [4] ochilishi kiradi, bu elektrozaif nazariyaning asosliligini oʻrnatdi va 1983-yilda W va Z bozonlarining ochilishiga olib keldi (UA1 va UA2 tajribalarida). Yaqinda pufak kameralari kuchsiz oʻzaro taʼsir qiluvchi massiv zarralar (WIMP) boʻyicha tadqiqotlarda SIMPLE, COUPP, PICASSO va yaqinda PICO da qoʻllandi[5][6][7].
Kamchiliklari
tahrirPufak kameralari tarixda juda muvaffaqiyatli boʻlgan boʻlsa-da, ular turli sabablarga koʻra zamonaviy juda yuqori energiyali tajribalarda quyidagi cheklangan sohada qoʻllanadi:
- Uch oʻlchovli elektron maʼlumotlardan koʻra fotografik oʻqishga boʻlgan ehtiyoj uni kamroq qulay qiladi, ayniqsa qayta oʻrnatilishi, takrorlanishi va koʻp marta tahlil qilinishi kerak boʻlgan tajribalarda.
- Tajriba oʻtkazish uchun oʻta qizib ketgan faza toʻqnashuvning aniq momentida tayyor boʻlish kerak, bu esa qisqa muddatli zarrachalarni aniqlashni qiyinlashtiradi.
- Pufak kameralari yuqori energiyali toʻqnashuvlarni tahlil qilish uchun yetarlicha katta yoki massiv emas, bu yerda barcha mahsulotlar detektor ichida boʻlishi kerak.
- Yuqori energiyali zarralar nisbatan kichik kamerada aniq oʻlchash uchun juda katta yoʻl radiusiga ega boʻlishi mumkin, bu esa impulsni aniq baholashga xalaqit beradi.
Ushbu muammolar tufayli pufak kameralari asosan simli kameralar bilan almashtirildi, bu esa bir vaqtning oʻzida zarrachalar energiyasini oʻlchash imkonini beradi. Bundan tashqari yana bir muqobil texnika — uchqun kamerasi.
Yana qarang
tahrir- 30 cm Pufak kamerasi (CERN)
- 81 sm Saqlay pufak kamerasi
- 2 m pufak kamerasi (CERN)
- Bernning cheksiz kichik pufak kamerasi
- Bevatron, suyuq vodorod pufak kamerasi boʻlgan zarracha tezlatgichi
- Katta Yevropa pufak kamerasi
- Golografik Lexan pufak kamerasi
- Gargamelle, 1970 va 1979-yillarda CERNda ishlagan ogʻir suyuqlik pufak kamerasi.
- LExan pufak kamerasi
- PICO, suyuq freon pufak kamerasi „Dark matter“ni qidiradi
Manbalar
tahrir- ↑ Donald A. Glaser (1952). "Some Effects of Ionizing Radiation on the Formation of Bubbles in Liquids". Physical Review 87 (4): 665. doi:10.1103/PhysRev.87.665. https://archive.org/details/sim_physical-review_1952-08-15_87_4/page/n119.
- ↑ „The Nobel Prize in Physics 1960“. The Nobel Foundation. Qaraldi: 2009-yil 3-oktyabr.
- ↑ Anne Pinckard. „Front Seat to History: Summer Lecture Series Kicks Off – Invention and History of the Bubble Chamber“. Berkeley Lab View Archive. Lawrence Berkeley National Laboratory (2006-yil 21-iyul). 2017-yil 24-dekabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2009-yil 3-oktyabr.
- ↑ „1973: Neutral currents are revealed“. CERN. 2010-yil 16-noyabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2009-yil 3-oktyabr.
- ↑ „COUPP experiment – E961“. COUPP. Qaraldi: 2009-yil 3-oktyabr.
- ↑ „The PICASSO experiment“. PICASSO. Qaraldi: 2009-yil 3-oktyabr.
- ↑ „The PICO experiment“. PICO. Qaraldi: 2016-yil 22-fevral.
Havolalar
tahrir- Media related to Bubble chambers at Wikimedia Commons
- „A step-by-step tutorial on how to read bubble chamber pictures“. CERN. 2012-yil 7-martda asl nusxadan arxivlangan.