Техника - молодёжи 1958-06, страница 15

преломления соответствующего вещества, скоростью частицы и углом, между направлением полета частицы и направлением излучаемого света существует и очень строгая и легко измеряемая зависимость ( см. журнал «Техника — молодежи» № 8, 1957 г.).

Поэтому счетчик Черенкова превосходно и очень точно измеряет скорости частиц. А ведь это как раз самое трудное — правильно измерить скорость частиц, особенно больших энергий и больших скоростей.

Одним из остроумнейших приборов ядерной физики, родившихся за последние годы, является камера Завой-ского. Она представляет собой, по сути дела, сочетание двух уже известных нам устройств — люминесцентного счетчика и камеры Вильсона. Преимущество ее состоит в том, что в ней объединяются достоинства этих приборов и вместе с тем она свободна от их недостатков.

Чем хорош люминесцентный счетчик? Высвечивание кристалла происходит в очень короткое время, почти все частицы регистрируются счетчиком. Время восстановления близко к нулю.

С другой стороны, нет прибора наглядней камеры Вильсона, которая дает стереофотографию четкого следа пролетевшей частицы. Но после каждого снимка камеры нужно ждать, пока в ней восстановится давление. Иными словами, камера обладает небольшой временной разрешающей способностью.

При попадании заряженной частицы в люминесцирующий кристалл происходит не одна вспышка, а несколько. Но так как скорость частицы очень велика, а путь ее в счетчике так мал, то практически эти вспышки представляют собой видимую, светящуюся линию. Густота такого следа зависит от заряда и скорости частицы. К фотографиям таких светящихся линий можно применять методы анализа, разработанные и для фотопластинок и для камеры Вильсона.

Но все эти рассуждения пока напоминают рассказ об охотнике, делившем шкуру неубитого медведя.

Действительно, прямое фотографирование люминесцентных треков невозможно: света слишком мало. Для

усиления этого свечения прибегают к помощи усилителей света — электронно-оптических преобразователей. С их помощью, сфокусировав пучки электронов от слабого изображения, можно получить на экране преобразователя уже яркое изображение и сфотографировать его. Это и будет камера Завойского (3 на 4-й стр. обложки).

И вот, наконец, еще одна установка. Называется она пузырьковой камерой.

Вспомним, как начинается кипение жидкости. Стремительно поднимаются вверх пузырьки воздуха. В. каждом из них пары жидкости. Но если жидкость уже вскипела, да еще несколько раз, то этих пузырьков будет совсем немного. Более того, можно, осторожно повышая температуру, нагреть жидкость гораздо выше точки кипения. Тогда она называется перегретой. Это состояние, как и следовало ожидать, является очень неустойчивым. Малейшее сотрясение, появление в жидкости хотя бы одного пузырька пара сразу вызывает кипение. При этом закипает ра?ом вся жидкость.

Известно, что при понижении давления воздуха молекулам жидкости легче испариться и кипит она при меньшей температуре. И пока вся жидкость не вскипит, температура ее не повысится. Альпинисты хорошо знают, почему высоко в горах невозможно сварить яйца «вкрутую». Отсюда следует, что перегретую жидкость можно получить еще и другим способом.

Если давление жидкости понижать осторожно, медленно, лишив ее предварительно пузырьков воздуха, то можно привести жидкость в состояние, при котором ее температура тоже будет выше точки кипения (при данном давлении). Даже если давление понизить очень быстро, жидкость в течение некоторого времени не закипит. Как и в камере Вильсона, центрами образования пузырьков пара в перегретой жидкости могут служить ионы, образованные пролетевшей частицей. Из этих соображений и родилась идея пузырьковой камеры (4 на 4-й стр. обложки).

Устроена она очень просто. Нагретая жидкость наполняет стеклянный сосуд, давление на одну из стенок которого может быстро меняться. При падении давления ниже точки кипения жидко-

ОБЪЯСНЕНИЕ ПЕРВОЙ СТРАНИЦЫ ОБЛОЖКИ

На обложке запечатлен взрыв микромира — атома и последствий происшедшей катастрофы.

Взрыв атома серебра на фотографии выглядит необычно. Это не куча разбросанного вещества с клубами дыма. Черный след на фотопластинке появился от пролетевшего по фотоэмульсии невидимого микрометеорита — Ядерного сйаряда — протона, ударившего в атом серебра. А там, где нончается его путь, образовалась звезда, от центра которой в разные стороны расходятся следы новых частиц — ядра атомов: углерода, кислорода, брома и другие осколки. Они порождены взрывом.

Невидимые ядерные частицы оставляют ясно видимые следы на фотоэмульсии, подобно tOMy, как уэллсовский человек-невидимна оставлял следы на снегу при своем движейии.

сти наступает ее перегревание, и на ионах, созданных пролетевшей микрочастицей, начинается образование пузырьков пара.

Обычно в пузырьковых камерах используют сжиженные газы: эфир, бензин и т. д. Имеются камеры, работающие на жидком водороде и азоте.

Все эти газы находятся под большим давлением: иначе они и не превращаются в жидкость. В тех случаях, когда мы изучаем взаимодействие частиц с ядрами различных веществ, под удары микрочастиц нужно поставить как можно больше ядер вещества. Поэтому плотность соответствующего рабочего вещества должна быть очень большой.

Кроме того, частицы большой энергии, получаемые, например, в современных ускорителях, обладают очень большой длиной пробега. А пузырьковая камера может быть сделана достаточно больших размеров.

Время восстановления у пузырьковой камеры гораздо меньше, чем у камеры Вильсона.

Пузырьковая камера — один из самых молодых инструментов Ядерной физики, но от него можно Ждать очень многого.

Много разнообразных ловушек придумали ученые для частиц-невидимок. С помощью различных хитроумных устройств они узнают о них все: и заряд, и массу, и скорость, и направление полета, и to, как они реагируют с ядрами различных элементов. Все это надо знать, чтобы точнее и лучше раскрывать новые тайны природы.

На левом рисунке мы видим, как в пачке толстослойных пластинок фиксируется распад атома серебра при попадании в него ускоренной частицы. Общую картину распада можно проследить, сопоставляя следы на разных уровнях. Справа показаны признаки следов, которые определяют характер частиц, возникающих пои распаде. Исследователи изучают: (А) в какую сторону расходятся лучи «звезд», (Б) какова дЛина пробега частицы до ее очередной встречи с другими и под какими углами ока от них отскакивает.

Исследуется также (В) толщина следа, (Г) полный пробег частицы и (Л) отклонение следов в магнитном поле, Характеризующее ее заряд.

и