Бульбашкова камера

Бульбашко́ва ка́мера — прилад (детектор) для реєстрування слідів (треків) швидких заряджених частинок.

Історична довідка

Бульбашкова камера створена 1952 Д. А. Глазером, за що вчений отримав Нобелівську премію з фізики (1960).

Характеристика

Один з основних трекових приладів сучасної фізики частинок високих енергій. За допомогою бульбашкової камери (як і камери Вільсона), можна встановити природу і властивості частинок, деталі їхньої взаємодії й розпаду.

Принцип дії

Принцип дії базується на утворенні бульбашок пари на йонах як центрах кипіння в перегрітій рідині. Йони утворюються рухомою зарядженою частинкою вздовж траєкторії її руху. Бульбашкова камера — резервуар, наповнений прозорою перегрітою рідиною (рідкий водень, ксенон, фреон тощо). Перегрів рідини досягається швидким зниженням тиску в бульбашковій камері за допомогою мембрани або поршня. Від кипіння перегріта рідина стримується високим зовнішнім тиском. Робоча рідина камери відіграє одночасно і роль мішені. Уздовж треків частинок починають рости бульбашки, утворюючи ланцюжки. Коли бульбашки досягають розмірів 0,1–0,3 мм, камеру освітлюють джерелом заряджених частинок, і сліди фотографують за допомогою двох об’єктивів (стереофотографування). Після цього тиск у камері збільшують, бульбашки зникають і камера знову готова до дії.

Цикл роботи бульбашкової камери триває менше однієї секунди.

У сильному магнітному полі за допомогою бульбашкової камери визначають імпульси заряджених частинок за радіусом кривини їхньої траєкторії.

Переваги, ефективність, застосування

Порівняно із Вільсона камерою в бульбашковій камері замість роси (густішої за насичену пару) утворюються бульбашки пари з густиною, меншою ніж у перегрітої рідини. Це забезпечує спостереження частинок великої енергії і фіксування всього пробігу в межах камери.

Ефективність реєстрування визначається, в основному, розмірами приладу. Так, бульбашкова камера СКАТ в Інституті високих енергій (м. Серпухів, Росія) має розміри 4,5 × 1,6 × 1,5 м (робоча рідина — рідкий фреон). У національній прискорювальній лабораторії ім. Фермі (штат Іллінойс, США) воднева бульбашкова камера має об’єм 33 м³.

Найчастіше бульбашкову камеру використовують у роботі з прискорювачами заряджених частинок високих енергій. За допомогою бульбашкової камери були відкриті дивні частинки, нестабільні частинки — резонанси (див. Елементарні частинки).

Література

1. Donald A. Glaser. Some Effects of Ionizing Radiation on the Formation of Bubbles in Liquids // Physical Review. 1952. № 87 (4). P. 665. URL: https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.87.665
2. Біленко І. І. Фізичний словник. 2-ге вид., перероб. і допов. Київ : Вища школа, 1993. 319 с.
3. Кучерук І. М., Горбачук І. Т., Луцик П. П. Загальний курс фізики : у 3 т. 2-ге вид., випр. Київ : Техніка, 2006.
4. Ahmed S. N. Physics and Engineering of Radiation Detection. 2nd ed. Amsterdam : Elsevier, 2015. 763 p. URL: https://www.sciencedirect.com/book/9780128013632/physics-and-engineering-of-radiation-detection

Автор

Редакція ВУЕ

Покликання на цю статтю: Редакція ВУЕ Бульбашкова камера // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Бульбашкова камера (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 20.11.2024

Фізичні прилади