AllPhysics.ru

ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА, прибор для регистрации следов (треков) заряж. ч-ц высоких энергий, действие к-рого основано на вскипании перегретой жидкости вблизи траектории ч-цы. Изобретена Д. Глейзером (США) в 1952 (Нобелевская премия, 1954). Жидкость можно нагреть выше точки кипения, но такая перегретая жид-

кость нестабильна и через нек-рое время т вскипает.

Прохождение заряженной частицы через перегретую жидкость (T>T_к<T_сп, T_сп — темп-ра спонтанного вскипания) приводит к образованию вдоль следа частицы «зародышевых» центров кипения. Последние образуются вследствие нагрева небольшой области жидкости за счёт поглощения в ней d-электронов, выбиваемых проходящей заряженной частицей. За время порядка 0,5—3 мс образующиеся на зародышах пузырьки достигают размеров 50—300 мкм и могут быть сфотографированы при освещении их импульсным источником света.

Рис. Вз-ствие К^--мезона в жидководородной пузырьковой камере с протонами, в результате к-рого рождаются ч-цы S⁺, К⁺, p⁺,p^-, К⁰, распадающиеся на p⁺- и p^--мезоны.

П. к. обычно используются для регистрации актов вз-ствия ч-ц высоких энергий с ядрами жидкости или актов распада ч-ц (рис.). В первом случае рабочая жидкость исполняет роль мишени и регистрирующей среды. Наиболее часто рабочей жидкостью служат жидкий водород, дейтерий, смеси Ne с водородом (к р и о г е н н ы е к а м е р ы), а также пропан (C₃H₈), фреон и Хе обычно в смеси с пропаном (т я ж е л о ж и д к о с т н ы е к а м е р ы).

Перегрев жидкости осуществляется быстрым понижением давления от нач. значения р_н>р₀ до значения р<р₀ (p₀—равновесное давление при темп-ре Т). Понижение давления достигается либо перемещением поршня в жидко-водородных камерах, либо сбросом давления из объёма, ограниченного гибкой мембраной (в пропановых и фреоновых камерах). В момент времени t₀ (p_н>p₀) давление в камере сбрасывается за 5—15 мс и жидкость оказывается перегретой, т. е. чувствительной к излучению. Ч-цы впускаются в П. к. в момент макс. чувствительности. Через нек-рое время после достижения пузырьками достаточных размеров производится фотографирование (стереофотосъёмка с помощью неск. объективов).

Для измерения импульсов заряж. ч-ц П. к. помещают в сильное магн. поле. Импульс р ч-цы определяется по радиусу кривизны r траектории в магн. поле Н : pc=300Hp/cos j (j — угол между направлением Н и импульсом р ч-цы, с — скорость света в вакууме). Искажения следов в П. к. невелики и определяются гл. обр. многократным рассеянием ч-ц.

Эффективность регистрации П. к. разл. процессов определяется в осн. её размерами. Наиболее распространены П. к. объёмом 1—2 м. Однако на ускорителях сверхвысоких энергий используются камеры очень большого размера. Водородная} камера «Мирабель» на ускорителе Института физики высоких энергий АН СССР имеет объём 10 м³, а водородная камера на ускорителе Национальной ускорительной лаборатории США— 30 м³. Регистрация нейтральных ч-ц производится по актам их вз-ствия с ядрами жидкости или по распадам на заряж. ч-цы.

С помощью П. к. были открыты и исследованы мн. элем. ч-цы. Гл. недостаток П. к.— отсутствие «управляемости», т. е. невозможность в процессе работы отбирать нужные события, что при исследовании редких событий приводит к необходимости просматривать большое кол-во фотографий.

• См. лит. при ст. Детекторы.

С. Я. Никитин.