§7.6 Көпіршіктік камера

Соңғы кездерде Вильсон камерасымен қатар көпіршіктік камера да көп қолданылады.

1952 жылы Американдық ғалым Д. Глейдер бөлшектердің тректерін байқау үшін аса қыздырылған сұйық пайдалануды ұсынған. Мұндай сұйықтардағы зарядталған бөлшектердің шапшаң қозғалысынан пайда болатын иондарда көрінетін тректерді беретін будың көпіршіктері пайда болады. Осы сияқты камералар көпіршікті деп аталады.

Бастапқы күйде камерадағы сұйық, оның температурасы атмосфералық қысымдағы қайнау температурасынан жоғары болғанына қарамастан оны қайнап кетуден сақтайтын жоғары қысымда тұрады. Қысымды кенет төмендеткенде сұйық зат аса қыздырылған күйге келеді де, біраз уақыт орнықсыз күйге түседі. Дәл осы уақытта ұшып өтетін зарядталған бөлшектің арқасында бу көпіршіктерінен тұратын тірек пайда болады. Сұйық ретінде негізінен сұйық сутегімен пропан пайдаланылады. Көпіршікті камераның жұмыстық циклі ұзақ емес – 0,1 секундқа жуық.

Көпіршіктік камераның жұмыстық затының тығыздығы Вильсон камерасымен салыстырғанда артық болады. Осының салдарынан бөлшектердің өтетін жолы айтарлықтай қысқа болады да, тиісті энергиясы көп бөлшектердің өзі де камераның ішінде малтығып қалады. Бұл бөлшектердің тізбектелген түрленулер сериясын және олардың туғызатын реакциясын байқауға мүмкіндік береді.

Вильсон камерасы мен көпіршікті камерадағы–тректер бөлшектердің өзгеріс - сипаты мен қасиеттері жайлы беретін ақпарат көздерінің бірі. Қарапайым бөлшектердің іздерін бақылау кез келген жанды микродүниемен жақын жанасқандай сезім туғызады.

Көпіршікті камераның жұмыс істеу принципі, жоғарғы энергиялы бөлшектер мөлдір сұйық ішінен өткенде өз траекториясында сұйық буланады. Егер сұйық қыздырылған болса, онда осы булану центрінде (ортасында) бу көпіршіктері пайда болады, оны көзбен көре аламыз және суретке түсіріп алуға да болады. Жұмыс істеу температурасы 65^оС, қысымы 35 – 40 атмосфераға тең.

§7.7 Қалың қабатты фотоэмульсия әдісі

Бұл әдіс шапшаң бөлшектердің реакциясын қарастыруда үлкен маңызы бар.

Вильсон камерасы және көпіршікті камералармен қатар бөлшектерді тіркеп отыру үшін қалың қабатты фотоэмульсия қолданылады. Зарядталған шапшаң бөлшектерді фотопластинканың эмульсиясын иондау әсерінің арқасында француз физигі А.Беккерель 1896 жылы радиоактивтілікті ашты. Фотоэмульсия әдісін совет физиктері Л.В.Мысовский, А.П.Жданов және т.б. одан әрі дамытты.

Фотоэмульсияда көптеген мөлшердегі бромды күмістің микроскопиялық кристалдары бар. Зарядталған шапшаң бөлшек кристаллды тесіп өтіп, бромның жеке атомдарынан электрондарды бөліп шығарады. Осындай кристаллдардың тізбекшесі жасырын кескін туғызады. Өңдегеннен кейін бұл кристаллдардағы металл күміс қайта қалпына келеді де, күміс дәннің тізбекшесі бөлшектердің тірегін түзеді. Тректің ұзындығы мен жуандығына қарап бөлшектің энергиясы мен массасын бағалауға болады.

Фотоэмульсияның тығыздығы өте үлкен болғандықтан, одан өткен бөлшектердің іздері өте қысқа (газбен салыстырғанда) бірақ фотосуретін түсіру кезінде оларды үлкейтуге болады. Осыған байланысты іздің ұзындығы эмульсия қоюлығына байланысты анықталады. Қалың қабатты эмульсия арқылы суретке қарапайым бөлшектердің іздерін түсіріп алады. Мысалы, π – мезон μ – мезондардың іздерін түсіруге пайдаланылады және нуклондар, мезондар, электрондар, пазитрондар, гамма-фотондар тағы басқа арасындағы реакцияларды тіркейді. Сол сияқты бөлшек жылдамдығын және жолын анықтауға болады.

Фотоэмульсияның артықшылығы–оның әсерді үздіксіз қосындылап ажырататындығында. Бұл сирек құбылыстарды тіркеуге мүмкіндік береді.

Фотоэмульсияның тағы бір артықшылығы – тежегіштік қабілетінің жоғарылығы арқасында байқалатын бөлшектер мен ядролар арасындағы реакциялардың санының артатындығында.