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最大的氣泡室 歐洲氣泡室直徑3.7米 磁場35000高斯

最大的氣泡室 歐洲氣泡室直徑3.7米 磁場35000高斯

最大的氣泡室有多大?氣泡室(BubbleChamber)是1952年美國物理學家唐納德·格拉澤(DonaldA。Glaser)發明,用以探測高能帶電粒子徑跡的一種有效的儀器。下面就跟本站一起具體看看最大的氣泡室等相關內容。

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最大的氣泡室

目前,世界上最大的氣泡室是在日內瓦歐洲原子核研究會的“歐洲氣泡室”(直徑3.7米,磁場35000高斯)。歐洲核子研究組織(法語:ConseilEuropéennpourlaRechercheNucléaire;英語:EuropeanOrganizationforNuclearResearch,1954年9月29日-),通常被簡稱為CERN,是世界上最大型的粒子物理學實驗室,也是全球資訊網的發源地。它的內部深藏著一個升降機,整個機構位於瑞士日內瓦西部接壤法國的邊境。它成立於1954年9月29日,為科學家提供必要的工具。他們在那裡研究物質如何構成和物質之間的力量。最初,歐洲核子研究組織的簽字發起人只有12位,現在會員增加到21名成員國。以色列是第一個也是目前唯一一個非歐洲成員國。

最大的氣泡室 歐洲氣泡室直徑3.7米 磁場35000高斯 第2張

氣泡室簡介

氣泡室是由一密閉容器組成,容器中盛有工作液體,液體在特定的溫度和壓力下進行絕熱膨脹,由於在一定的時間間隔內(例如50ms)處於過熱狀態,液體不會馬上沸騰,這時如果有高速帶電粒子通過液體,在帶電粒子所經軌跡上不斷與液體原子發生碰撞而產生低能電子,因而形成離子對,這些離子在複合時會引起局部發熱,從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡,經過很短的時間後,胚胎氣泡逐漸長大,就沿粒子所經路徑留下痕跡。如果這時對其進行拍照,就可以把一連串的氣泡拍攝下來,從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。照相結束後,在液體沸騰之前,立即壓縮工作液體,氣泡隨之消失,整個系統就很快回到初始狀態,準備作下一次探測。工作液可用液氫或液氘,需在甚低溫下工作,也可用液態碳氫有機物,如丙烷、乙醚等,可在常溫下工作。大型氣泡室容積可達20立方米。

氣泡室的原理和膨脹雲室有些類似,可以看成是膨脹雲室的逆過程,但卻更為簡便快捷。它兼有云室和乳膠的優點。它和雲室都可以按人們的意志在特定的時間間隔裡靠特定的方法,以帶電粒子為核心使氣體凝結為液體,或者使液體蒸發形成氣泡,從而留下粒子的徑跡。它和乳膠相同的地方在於工作物質本身即可當作靶子。氣泡室的優點更多,它的空間和時間解析度高,工作迴圈週期短,本底乾淨、徑跡清晰,可反覆操作;但也有不足之處,那就是掃描和測量時間還嫌太長,體積有限,而且甚為昂貴,不適應現代粒子能量越來越高、作用截面越來越小的要求。

最大的氣泡室 歐洲氣泡室直徑3.7米 磁場35000高斯 第3張

1952年,唐納德·格拉澤(DonaldA。Glaser)所發明,獲得了1960年度諾貝爾物理學獎。在一能耐高壓的密封容器內裝置純淨的加壓透明工作液,在一定溫度下突然減壓膨脹時,容器內的壓力低於該液體的平衡蒸氣壓,液體處於過熱的亞穩態,這時帶電粒子射入,在其路徑上產生離子,過熱液體以離子為核心形成沸騰小氣泡,從而顯示出徑跡,再通過照相拍攝下照片。工作液可用液氫或液氘,需在甚低溫下工作,也可用液態碳氫有機物,如丙烷、乙醚等,可在常溫下工作。大型氣泡室容積可達20立方米。氣泡室兼備乳膠和雲室兩者的優點,容器內的工作液本身就是一個可見的靶子。氣泡室的徑跡畸變小、本底乾淨、徑跡清晰,測量精度高。

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