バブルチャンバーとは何ですか？

bubble物理学で使用されるバブルチャンバーは、荷電粒子を検出するために使用されるデバイスです。1952年にドナルドグレイザーによって発明され、その後、その発明に対してノーベル賞を受賞しました。粒子を検出する一般的な方法がかつては、非常に高エネルギー粒子を扱うときに明らかになるいくつかの欠点があるため、現在は頻繁に使用されていませんが、バブルチャンバーの背後にある原則、そして実際にほとんどの粒子があります。検出器は非常に簡単です。飛行機に残されたトレイルの空を見ていることに似ていると考えることができます。ジェットが非常に速く縞模様になったとしても、それが通過することに気付かない場合、しばらくの間そのトレイルが表示され、それが取ったパスを再構築することができます。バブルチャンバーは同様の原理に沿って機能し、粒子は写真を撮ることができる泡の跡を残します。液体は、圧力をかけて保ち、粒子が導入された瞬間にわずかに放出することで過熱します。帯電した粒子がチャンバーを通り抜けると、通過するときに液体を沸騰させ、泡の跡を作成します。粒子自体は、チャンバーを通過するのに数ナノ秒しかかかりませんが、泡は拡張するのに何百万倍長くかかり、一般的に約10msを取得します。その間、写真はさまざまな角度から撮影でき、粒子経路の3次元表現を作成できます。写真の各セットは、それぞれ数秒しか必要としない短期間と考えるかもしれないもので撮影されていますが、これは実際には科学的基準ではかなり長いです。最新の検出器は、手順全体をミリ秒で実行することができ、数秒で数百または数千の粒子を記録できるようにします。また、最新の検出器は画像をデジタルでキャプチャして、分析と保存を容易にします。その結果、バブルチャンバーは現代の粒子検出ではほとんど使用されません。もう1つの問題は、バブルチャンバーがかなり小さいため、高エネルギー粒子の衝突を適切に文書化することもできず、最新の実験での有用性をさらに低下させることです。最後に、液体が過熱する点は、インスタント粒子が互いに衝突したときに正確に一致しなければなりません。これは、非常に短い寿命を持つ粒子と調整することはほぼ不可能です。バブルチャンバーは、教育目的で依然として非常に便利です。それらは物理的なトレイルの写真であるため、一般に、人々は相互作用や他の抽象化されたデータのより複雑な説明よりもはるかに簡単です。生徒は、バブルトレイルのキャプチャされた画像を見て、さまざまな粒子の相互作用と、チャンバー内での粒子がどのように崩壊するかを正確に確認できます。これらの理由により、最先端の研究では広く使用されていませんが、バブルチェンバーズは大学の研究所を使用し続けており、歴史的に撮影した写真は教科書でよく見られます。