Доповідь:
Методи реєстраціїелементарних частинок
1) Газорозряднийлічильник Гейгера
Лічильник Гейгера-один знайважливіших приладів для автоматичного рахунку частинок.
Лічильник складається зскляної трубки, покритої зсередини металевим шаром (катод), і тонкоїметалевої нитки, що йде уздовж осі трубки (анод).
Трубка заповнюється газом,зазвичай аргоном. Дія лічильника засноване на ударній іонізації. Заряджена частинка(Електрон, ВЈ - частка і т.д.), пролітаючи в газі, відриває від атомівелектрони і створює позитивні іони і вільні електрони. Електричнеполе між анодом і катодом (до них підводиться висока напруга) прискорює електронидо енергії, при яких починається ударна іонізація. Виникає лавина іонів, іструм через лічильник різко зростає. При цьому на навантажувальними резисторами R утворюється імпульс напруги,який подається в реєструючий пристрій. Для того щоб лічильник міг реєструватинаступну потрапила в нього частинку, лавинний розряд необхідно погасити. Цевідбувається автоматично. Так як в момент появи імпульсу струму падіннянапруги на розвантажувальному резисторі R велике, то напруга між анодом і катодом різко зменшується -настільки, що розряд припиняється.
Лічильник Гейгеразастосовується в основному для реєстрації електронів і Y-квантів (фотонів великої енергії). Однак безпосередньо Y-кванти внаслідок їх малоїіонізуючої здатності не реєструються. Для їх виявлення внутрішнюстінку трубки покривають матеріалом, з якого Y-кванти вибивають електрони.
Лічильник реєструє майжевсі потрапляють в нього електрони; що ж стосується Y-квантів, то він реєструє приблизно тільки один Y-квант зі ста. Реєстрація важких частинок(Наприклад, ВЈ-частинок) утруднена, оскільки складно зробити в лічильнику достатньотонке В«віконцеВ», прозоре для цих часток.
<p>
2) Камера Вільсона Дія камери Вільсоназасноване на конденсації перенасиченого пара на іонах з утворенням крапельокводи. Ці іони створює уздовж своєї траєкторії рухається заряджена частинка.
Прилад являє собоюциліндр з поршнем 1 (рис. 2), накритий плоскою скляною кришкою 2. У циліндрізнаходяться насичені пари води або спирту. У камеру вводиться досліджуванийрадіоактивний препарат 3, який утворює іони в робочому об'ємі камери. Прирізкому опусканні поршня вниз, тобто при адіабатні розширенні, відбуваєтьсяохолодження пари і він стає перенасиченим. У цьому стані пар легкоконденсується. Центрами конденсації стають іони, утворені пролетілав цей час частинкою. Так в камері з'являється туманний слід (трек) (рис.3),який можна спостерігати і фотографувати. Трек існує десяті часткисекунди. Повернувши поршень у вихідне положення і видаливши іони електричним полем,можна знову виконати адіабатне розширення. Таким чином, досліди з камероюможна проводити багаторазово.
Рис.3
Якщо камеру поміститиміж полюсами електромагніту, то можливості камери з вивчення властивостей частинокзначно розширюються. У цьому випадку на рухому частку діє силаЛоренца, що дозволяє по викривленню траєкторії визначити значення зарядучастинки і її імпульс. На малюнку 4 наведено можливий варіант розшифровкифотографії треків електрона і позитрона. Вектор індукції В магнітного поляспрямований перпендикулярно площині креслення за креслення. Вліво відхиляєтьсяпозитрон, вправо - електрон.
3) Бульбашкова камера
Відрізняється від камери Вільсонатим, що перенасичені пари в робочому об'ємі камери замінюються перегрітоїрідиною, тобто такою рідиною, яка знаходиться під тиском, меншимтиску її насиченої пари.
Пролітаючи в такійрідини, частка викликає виникнення бульбашок пари, утворюючи тим самим трек(Рис.5).
У вихідному станіпоршень стискає рідину. При різкому зниженні тиску температура кипіннярідині опиняється менше температури навколишнього середовища.
Рідина переходить внестійке (перегріте) стан. Це і забезпечує появу пухирців нашляху руху частинки. В якості робочої суміші застосовуються водень, ксенон,пропан і деякі інші речовини.
Перевага бульбашкової камериперед камерою Вільсона обумовлено більшою щільністю робочої речовини. Пробігичастинок внаслідок цього виявляються досить короткими, і частинки навіть великихенергій застряють в камері. Це дозволяє спостерігати серію послідовних перетвореньчастинки і викликані нею реакції.
4) Метод товстошарових фотоемульсій
Для реєстрації частинокпоряд з камерами Вільсона і бульбашкові камери застосовуються товстошаровіфотоемульсії. Іонізуючі дію швидких заряджених частинок на емульсіюфотопластинки. Фотоемульсія містить велику кількість мікроскопічнихкристаликів броміду срібла.
Швидка зарядженачастинка, пронизуючи кристалик, відриває електрони від окремих атомів брому.Ланцюжок таких кристаликів утворює приховане зображення. При появі в цихкристаликах відновлюється металеве срібло і ланцюжок зерен сріблаутворює трек частинки.
По довжині і товщині трекуможна оцінити енергію і масу частинки. Через великий щільності фотоемульсіїтреки виходять дуже короткими, але при фотографуванні їх можна збільшити.Перевага фотоемульсії полягає в тому, що час експозиції може бутискільки завгодно великим. Це дозволяє реєструвати рідкісні явища. Важливо іте, що завдяки великій гальмує здатності фотоемульсії збільшується числоспостережуваних цікавих реакцій між частинками і ядрами.
