Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии

 

Изобретение относится к экспериментальной физике элементарных частиц. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения наблюдения следов частиц как с определенной, так и с произвольной ориентацией. Дифрагированный на следе частицы свет источника 1 попадает на объектив 3 с круглым центральным непрозрачным экраном 2, а затем на мезооптический интерфейс 4, состоящий из полушара 5 с коническим вырезом и конического вкладыша 6 со сферическими основаниями, на конической поверхности которого нанесено полупрозрачное зеркальное покрытие. На экранах 7 и 8 образуются мезооптические изображения следа частицы заданной ориентации. Микроскоп 9 служит для наблюдения обычных оптических изображений следов частиц независимо от их ориентации. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9! (!!! (51)5 G Р Т 5/10

ЕВ6338И

" Л„ ГМ, НУНФГ;! -.;r

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4443878/24-! 0 (22) 20,06.88 (46) 07,08.90,Бюл, !! 29 .(71) Объединенный институт ядерных ,исследований ,(72) Л,М.Сороко (53) 535.813 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР ,.М- 1121637, кл.G 01 Т 5/ IO, !983. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ПРОСМОТРА ЯДЕРНОЙ

;ФЭТОЭМУЛЬСИИ ,(57) Изобретение относится к экспери.ментальной физике элементарных частиц, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет ,обеспечения наблюдения следов частиц как с определенной, так и с произвольной ориентацией, Дифрагированный на следе частицы свет источника 1 попадает на объектив 3 с круглым центральным непрозрачным экраном 2, а затем на мезооптический интерфейс 4, состоящий из полушара 5 с коническим вырезом и конического вкладьппа 6 со сферическими основаниями, на конической поверхности которого нанесено полупрозрачное зеркальное покрытие.

На экранах 7 и 8 образуются мезооптические изображения следа частицы заданной ориентации. Микроскоп 9 служит для наблюдения обычных оптических изображений следов частиц независимо от их ориентации. 2 ил, 1583898

При освещении слоя ядерной фото-; эмульсии 10 сходящимся пучком света из источника 1 в месте расположения объектива 3 возникает фурье-образ прямого следа частицы. Если след частицы идет перпендикулярно плоскости чертежа, то фурье-образ прямого следа частицы имеет вид узкой освещенной полоски (так называемой виртуальной щели), продольная ось которой лежит

S5

Изобретение относится к экспери-. ментальной физике элементарных частиц и,может быть использовано в технике трековых детекторов при исследовании свойств короткоживущих элементарных частиц, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения наблюдения следов частиц как 10 с определенной, так и с произвольной ориентацией, На фиг,1 изображена функциональная схема устройства; на фиг,2 — схе-, ма работы устройства в сагиттальной плоскости.

Устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии (и обмера событий ) содержит источник 1 сходящегося пучка света, непрозрачный круглый экран 2, 20 объектив 3, мезооптический интерфейс 4 из сферического полушара 5 с коническим вырезом и конического вкладыша 6, экраны 7 и 8 системы наблюдения мезооптических изображе- 25 ний (левого и правого) прямого следа частицы, система н а блюдения о бы чно ro йзображения следов частиц (микро-скоп) 9, I

Свет, дифрагированный на прямом следе частицы в ядерной фотоэмульсии 10, проходит через кольцевую апертуру, ограниченную шторкой кольцевой апертуры (экраном) 2, объектив

3, проходит через сферические поверхности мезооптического интерфейса 4 и собирается в традиционное изображение прямого следа частицы которое наблюдают с помощью системы наблюдения обычного изображения следа час- 4 тицы 9, Часть дифрагированного света отражается от полупрозрачного зеркала, нанесенного на коническом вкладыше б, проходит наружу через плоские лыски полушара 5 и образует на экранах 7 и 8 два мезооптических изображения (левое и правое) прямого следа частицы, в плоскости чертежа, а ширина укаэанпой полоски равна где — длина волны света, 1

1 расстояние от ядерной фотоэмульсии до объектива 3, Так, например, для

= 0,5 мкм, 1, = 30 мм, d 1 мм, llew - =15 мкм, Поэтому рассматриваемая полоска выступает за пределы плоскости чертежа всего на +7,5 мкм.

Остальные участки объектива 3 остаются неосвещенными.

Коническая поверхность мезооптиче ского интерфейса 4 выполняет функцию селективного отбора по углу ориентации прямых следов частиц, Лучи света, прошедшие через объектив

3 и отраженные от указанной конической поверхности меэооптического интерфейса 4, образуют в пространстве фо— кал ьное кольцо (окружно ст ь), Одна часть указанного фокального кольца проектируется на экран 7, а другая, противоположная — на экран 8. Рабочими являются центральные области каждой из указанных частей фокального кольца, а поэтому различие между дугой фокального кольца (окружности) и касательной к ней настолько мало, что им можно полностью пренебречь, Плоскости экранов 7 и 8 должны касаться фокальной окружности в тех точках, где образуется меэооптическое изображение искомого прямого следа частицы, Остальные следы частиц, находящиеся в поле зрения устройства, не видны, Структура мезооптического изображения прямого следа частицы в сагиттальном сечении следующая, В сагиттальном сечении устройства нет никаких изображающих элементов, Однако имеется виртуальная щель, ширина которой равна ширине Ьурье"образа прямого следа частицы dь|, Благодаря этому в сагиттальном сечении устройство следует рассматривать как одномерную камеру обскура, На фиг,2 показан ход лучей света в сагиттальном сечении устройства для следа частицы, имеющего заданную ориентацию по углу, Конечная ширина виртуальной щели создает лишь незначительное размытие краев меэооптического иэображения прямого следа частицы в сагиттальном сечении.

1583898 6 углы o(= 15, p=- 40 . 1 оэффициент линейного увеличения устройства М =

1 /11 = 5:1, диаметр поля зрения

5 устройства d = 0,8 мм, средний диаметр фокального кольца 220 мм, раз— мер экранов ? и 8: 12х18 мм, Устройство работает следующим образом.

Включают источник 1 сходящегося пучка света и устанавливают слой ядерной фотоэмульсии 10 в рабочее положение. На экранах 7 и 8 наблюдают меэооптические изображения (левое и правое) прямого следа частицы заданной ориентации. После того как оператор убедится в том, что прямой след частицы имеет заданную ориентацию, он ведет сканирование вдоль найденного кандидата" вплоть до точки, где произошло ядерное взаимодействие ° В этой точке оба мезооптических изображения исчезают, После этого оператор переходит к наблюдению найденного кандидата" с помощью системы 9, Меняя фокусировку по глубине, оператор ищет ядерное взаимодействие которое имеет вид звезды". Может случиться что след частицы попросту выходит из строя ядерной фотоэмульсии 10 и никакого ядерного взаимодействия в данном слое ядерной фото— эмульсии нет, т.е, кандидат остался "кандидатом", В этом случае оператор продолжает просмотр ядерной фотоэмульсии в заданном участке

Если в месте исчезновения двух мезооптических изображений имеется

"звезда",то при помощи системы 9 оператор делает зарисовку-схему "звезды" и приступает .к определению топологии и кинематики найденного ядерного взаимодействия, включая распадные каналы ядерного взаимодействия, которые представляют наибольший интерес для физики короткоживущих элементарных частиц, Пример. Наружный диаметр объектива D 20 мм, Диаметр шторки кольцевой апертуры (экрана 2) 1) =

= 8 . Расстояние 11 = 30, расстояние 1 = 150 мм, параметрические, Формула изобретения устройство для просмотра ядерной фотоэмульсии, содержащее источник сходящегося пучка света, объектив и систему наблюдения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения наблюдения следов частиц как с определенной, так II c произвольной ориентацией, I=; нем между объективом и системой н .б1надеттця

30 устано влек мез оо птиче ский инт ерфей с, выполненный в виде плот Io пр глегающих друг к другу сферического полушара с коническим вырезом и конического вкладьппа со сферич:.скими основа25 ниями, концентричными поверхностям сферического полушара, при этом вершины конусов конического выреза в сферическом полушаре и конического вкладыша совпадают между собой и pacgp положены на оптической оси устройства над сферическим полушаром, На коническую поверхность конического вкладыша нанесено полупрозрачное зеркальное покрытие, в центральной части входного зрачка объектива установлен непрозрачный круглый экран, на про— тивоположных краях сферического полушара выполнены две плоские или: конические лыски, а система наблюдения

4p BblnOJIHeH B В ВИДе Двух э Кр ан о В ДЛЯ наблюдения мезоопти че ских из ображений, установленных по бокам сферического полушара параллельно или касательно его лыскам, и микроскопа, ус45 тановленного на оптической оси устройства.

1583898

Составитель В,Архипов

Редактор А,Козориз Техред Н. Сердюкова Корректор T,Ïàëèé

В

Заказ 2254 Тираж 345 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101