Способ выделения актов рассеяния заряженных частиц на малые углы в пузырьковых камерах

 

О П И С - А Н и -ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Соцналнстнчесннх

Республни (111 S6997 5 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28,04.75 (21) 2128625/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.77, Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 09.12.77 (51) М. Кл 6 О1 Т 5/06

Государственный ввматвт

Соватв Меавтрвв СССР ва делам иэабрвтенай я вткрмтай (53) УД1< 539.1/19 (088.8) (72) Автор . изобретения

Э. В. Козубский (71) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ АКТОВ РАССЕЯНИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ HA МАЛЫЕ

УГЛИ В ПУЗЫРЬКОВЫХ КАМЕРАХ

Изобретение относится к физике элементарных частиц и может использоваться в экспериментальных исследованиях, выполняемых на ускорителях заряженных частиц с помощью пузырьковых камер.

Трудность выделения актов рассеяния заряженных частиц на малые углы в пузырьковых камерах обусловлена недостаточной чувствительностью регистрирующей аппаратуры пузырьковых камер к событиям, в которых угол излома следа частицы не превышает утлового разброса пучковых частиц, Вследствие этого эффективность отбора событий с рассеянием часпщ на малые углы при просмотре снимков с пузырьковых камер на обычных просмотровых приборах весьма м ла.

Известны способы повыше щи эффективности поиска актов рассеяния иа малые углы, согласно которым просмотр снимков должен осуществляться на специальных приборах, дающих анамор. фированное изображение ииемка, т.е. изображение, сильно увеличенное в иоиеуечиом к следам направления 1)). Реализация клех способов требует лри. менения специальной аппаратуры для просмоце снимков и двойного просмотра — на обычных и специальных приборах.

Наиболее близким по технической сущностй является способ для выделения актов рассеяния заряженных часпщ на малые углы в пузырьковых камерах, включающий стереоскопическое фотогра5 фирование следов часпщ и последующий анализ стереоснимков (2). По этому способу производят тотальное измерение следов на сканирующем автомате. Объем таких измерений велик, так как производится без предварительного отбора следов частиц.

10 Цель изобретения — сокращение длительности отбора актов рассеяния.

Это достигается тем, что производят дополнительное фотографирование следов частиц на начальном и конечном участках пузырьковой камеры и

1б проводят сравнение полученных снимков для следов отдельных частиц, при этом масштаб дополнительных снимков выбирают в три и более раз больше масштаба основного снимка.

На чертеже показано устройство для реализации

20 предлагаемого способа.

Детектируемый объем пузырьковой камеры 1 освещается с помощью источника света 2 и отражательного устройства 3. Фотографирование следов часпщ производится через стекло-иллюминатор ка25 меры 4 фотокамерой 5, содержащей основной 6 и

569975 допощсительные 7 и 8 объективы. Фоторегистрация слепцов..частиц производится на фотопленке, перематываемой с рулона 9, с помощью плоских зер. мал 10 — 1 3 однойременно тремя объективами, сфокусированными в трех зонах области 14 прохождения пучковых частиц через камеру: на выходе 15, выходе 16 из камеры и во всей области 14.

Область 14 прохождения пучковых частиц в объеме пузырьковых камер значительно меньше теэекхирующего объема пузырьковой камеры.

Обычно отношение, ширины пучка к ширине камеры составляет велинину 1/3, а отношение высоты пучка к выеоге объема камеры еще меньше.

В таких условиях масштаб изображения зон прохо1идения пучковых частиц в объеме пузырьковой камеры может в 3 и более раз превосходить масштаб иэображения объема камеры в целом, а глубина резкости изображения этих зон — несколько раз меньше глубины резкости изображения об;ье1ча.камеры.в целом.

Увеличение масштаба изображения зон прохождения пучковых частиц полезно с точки зрения иовыщения чувствительности к изломам на малые углы и по этой причине целесообразно облучать юмору,.узким пучком и иметь крупный масштаб иэображения зоны пучка.

Увеличение масштаба иэображения эон пучка в

3 или более раз по сравнению с масштабом изображения объема камеры в целом означает, что фокусное расстояние дополнительных объектов должно s

3 или более раэ превышать фокусное расстояние основных объективов фотокамеры.

Сужение зоны фотографирования областью прохождейия пучковых частиц означает, что поле зрения дополнительных объективов может быть существенно меньше поля зрения основных объективов фотокамеры, Срвбнительно большое фокусное расстояние дополнительных объективов и их сравнительно малое поле зрения существенно облегчают задачу транспрууивовки: дополнительных изображений в картттн фи1 . плоскость фотокамеры посредством грулиьь пн ф1еих-зеркал,s корпусе фотокамеры.

Срввюнельно-небольшой размер пучка по высоте дает возможность производить фотографирование зон пучковой области с большим относительным отверстием у дополнительных объективов, т,е. с небольшой глубиной резкости. Это благоприятное обстоятельство, так как при этом повышается резкость иеображения следов пучковых частиц и возрастам дефокусировка следов, расположенных вне пучковой эоны, и тем самым снижается загрузка фоновыми событиями изображений пучковых зон.

Излом следа пучковой частицы в плоскости, проходящей вблизи входного зрачка дополнительного объектива, становится малозаметным в соответетвуюц <й проекции, и поэтому целесообразно фотографирование пучковых зон производить в двух. проекциях, т.е. стереоскопически.

45

r0

Таким образом, по данному способу в процессе . фотографирования следов заряженных часпщ в пузырьковых камерах одновременно осуществляют крупномасштабное фотографирование на ту же пленку двух эон детектирующего объема пузырьковой камеры, одной — на выходе пучка в объем камеры, а другой — на выходе пучка из объема камеры, при этом так, что изображения этих зон расположены рядом друг с другом и по соседству с обычным снимком объема камеры. В процессе просмотра снимков, который осуществляют на традиционных приборах, сравнивают расположение отрезков следов в указанных зонах и на основе от. личия в их расположениях делают заключение о возможном акте рассеяния на малый угол, после чего приступают к просмотру основного снимка, Эффективность выделения актов рассеяния на малые утлы по предлагаемому способу выше, чем в случае просмотра обычных снимков на обычных приборах благодаря тому, что изображения пучковых частиц в дополнительных кадрах крупнее по масштабу, имеют меньшую фоновую загрузку, резче, а также содержат начальные и хвостовые участки следов, размещенные по соседству друг с друтом. Чувствительность к изломам повышается за счет увеличения масштаба изображения. Она выше, чем при просмотре обычных снимков на обычных приборах, и не превосходит чувствительности при просмотре снимков на специальных приборах.

Чувствительность данного способа ограничивает

"уширение" хвостовой части пучка, которое обусловлено угловым разбросом частиц в пучке, разбросом частиц по импульсу, неоднородностью магнитного поля и неравномерностью раскладки частиц по ширине пучка. В этих условиях хвостовые отрезки не могут быть совмещены с начальными отрезками следов частиц, а для близкорасположенных следов может иметь место перестановка хвостовых отрезков по сравнению с расположением начальных отрезков.

Пример оценки чувствительности способа: импульс частип 5 ГэВ/с, .напряженность магнитного поля 20000 Э, тогда радиус кривизны следов в камере 8,3 м; расстояние между зонами 1 м, разброс по импульсу 1%, расхождение следов на хвосте 1,6 мм, что эквивалентно угловому разбросу в 5 мин.; масштаб съемки основного кадра 1/10, дополнительного 1,3, увеличение снимка при проекцировании на экран 10, тогда расхождение следов на основном изображении составляет 1,6 мм, а на,дополнительном в 3 раза больше, т.е. 4,8 мм.

Для оператора легко заметным отклонением

"хвостов" от "начал" следов является величина, в

2-3 раза превьциаюшая "уширение", т.е. для данного случая — 3To отклонения на 10 — 15 мм, т.е. изломы следов с точкой излома в центре объема камеры на 20-30 мин.

569975

>5 1

16 цииипи

Заказ 3046/ЗВ

Чнраж 7l7

1!оапнсное а; яиа (!ТП11 Патонт", г. Ужгород. Ун. Проектная. 4.

Формула изобретения

Способ выделения актов рассеяния заряженных частиц на малые углы в пузырьковых камерах, включающий стереоскопическое фотографирование следов частиц и последующий анализ стереоснимков, о тл ича ющ яйся тем, что, с целью сокращения длительности отбора актов рассеяния, производят дополнительное фотографирование следов частиц на начальном и конечном участках пузырьковой камеры и проводы сравнение полученных снимков для следов отдельных частиц, при этом

6 масштаб дополнительных снимков выбирают в три и более раэ больше масштаба основного снимка.

Источники информации, принять.е во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР йа 171931, Кл.

G01 Т 5/06, l965.

2. Hoxie Х M. "Automatic scanning for small

angle scatters" — сб. Труды международного сиы сзиума по вопросам автомагнэацнн обработки данных с пузырьковых н искровых камер". Дубна, 1971 с. 373-388.