Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Газоразрядный счетчик Гейгера

Принцип действия основан на ударной ионизации. Частица выбивает электрон, образовавшийся ион и электрон ускоряются в электрическом поле и вызывают ударную ионизацию. Возникает электрический ток.

Обратная связь: сопротивление R (при увеличении тока увеличивается напряжение на R, следовательно падает напряжение между катодом и анодом и цепь размакается)

Регистрирует: электроны, гамма – кванты (косвенно, 1 из 100)

Камера Вильсона 1912г

Принцип действия - конденсация перенасыщенного пара на ионах. Частица оставляет вдоль своей траектории ионы, на которых конденсируются капли воды. Остается видимый след – «трек»

Можно определить:

энергию частицы (по длине трека)
скорость (по числу капель)
заряд (по толщине трека)
удельный заряд (по радиусу кривизны трека)

Пузырьковая камера 1952г (Глейзер, США)

Принцип действия – испарение перенагретой жидкости.

При резком уменьшении давления жидкость закипает вдоль треков пролетающих заряженных частиц. Время цикла около 0,1с.

Преимущество: большая по сравнению с камерой Вильсона плотность вещества. Это позволяет наблюдать серию последовательных превращений частицы и вызываемые ею реакции.

Метод толстослойных эмульсий

Преимущество: время экспозиции может быть сколь угодно большим. Это позволяет регистрировать редкие явления.