Способ изучения актов взаимодействия элементарных частиц посредством пузырьковой камеры

 

СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ АКТОВ ВЗЛИМОДЕПСТВИЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ ПОСРЕДСТВОМ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ, включающий облучение пузырьковой камеры, осве1цение ее объема, регистрацию изображений следов частиц на фоточувствительном материале,просмотр, а также отбор следов искомого события, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности способа для изучения нейтральных частиц, освещение объема камеры производят по зонам в. заданной последовательности в период следочувствительности камеры, при этом каждую зону освещают только один раз, а отбор событий производят в процессе просмотра полученных снимков путем сопоставления наличия-и отсутствия участков изображения следа в отдельных зонах с моментами освещения этих зон.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 1(5Р G 01 T 5/00

ГОСУДАРСТ8ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2842279/18-25 (22) 23, 11. 79 (46) 30.11 83. Бюл. 9 44 (72) Э. В. Козубский (71) Объединенный институт ядерных иссле до в а ний (53) 539 ° 1. 075 (088.8) (5 4) (5 7) СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ АКТОВ

ВЗАИИОДЕПСТВИЯ ЭЛИ1ЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

ПОСРЕДСТВОИ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ, включающий облучение пузырьковой камеры, освещение ее объема, регистрацию изображений следов частиц на фоточувствительном материале, просмотр, а также отбор следов искомого события, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности способа для изучения нейтральных частиц, освещение объема камеры производят по зонам в. заданной последовательности в период следочувствительности камеры, при этом каждую зону освещают только один раз, а отбор событий производят в процессе просмотра полученных снимков путем сопоставления наличия и отсутствия участков изображения следа в отдельных зонах с моментами освещения этих зон.

828863

Изобре те ние относится к методикеи технике физического эксперимента в области физики элементарных частиц, выполняемого в пучках элементарных частиц посредством пузырьковых камер.

Известен способ, который включает освещение объема пузырьковой камеры дважды с целью получения двух последовательных снимков объе— ма камеры и операцию вычитания информации последующего снимка из информациы предыдущего снимка для селекции искомых событий.

Недостатком данного способа явля— ется большая сложность и трудоемкость обработки снимков и плохое разрешение событий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изучения актов взаимодействия элементарных заряженных частиц посредством пузырьковой камеры, включающий облучение пузырьковой камеры, освещение ее объема, регистрацию изображений следов частиц на фоточувствительном материале, просмотр, а также отбор следов путем сдвига траектории каждой последующей частицы относительно предыдущей, например посредством отключения электромагнитов, установленных на пути частиц, и путем сопоставления местоположения следа частицы и момента отключения соответствующего элек тромагнита.

Основным недостатком данного способа является невозможность его применения при облучении пузырьковой камеры нейтральными частицами, Целью изобретения является повышение эффективности способа для изучения нейтральных частиц, Зто достигается тем, что по способу изучения актов в заимодействия элементарных частиц посредством пузырьковой камеры, включающему облучение пузырьковой камеры, освещение ее объема, регистрацию изображений следов частиц на фоточувствительном материале, просмотр, а так— ие отбор следов, освещение объема камеры производят по зонам в задан— ной последовательности в период следочувствительности камеры, при этом каждую зону освещают только один раз, а отбор событий производят в процессе просмотра полученных снимков путем сопоставления наличия и отсутствия участков иэображения следа в отдельных зонах с моментами освещения этих зон.

Иомент прохождения сквозь камеру нейтральной частицы устанавливается по характеру вторичных частиц, выле— тавших из точки взаимодействия нейтральной частицы с ядром-мишенью.

Данный способ применим и в случае

65 облучения заряженными частицами, и в случае облучения камеры нейтральными частицами.

Сущность предлагаемого способа заключается я следующем. Пузырь— ковую камеру за время одного цикла ее чувствительности к ионизирующему излучению облучают группой частиц, растянутых во времени в пределах интервала чувствительности камеры, при этом регистрируют момент прохождения каждой частицы посредством различных внешних детекторов.

Камеру в пределах интервала ее чув— ствительности освещают группой потоков света от различных истОчников разномоментно и по зонам объема камеры и полное изображение объема камеры фиксируют на одном снимке.

След частицы, прошедшей сквозь объем камеры до .момента первого освещения камеры, окажется зафиксированным во всех зонах прохождения камеры. След частицы, прошедшей сквозь объем камеры после освещения камеры несколько раз, окажется зафиксированным только в отдельных зонах камеры. Таким образом, по нал чию и отсутствию участков следа одной частицы в зонах ее прохождения устанавливают момент прохождения частицы через объем камеры. Следова тельно, такой способ регистрации следов частиц в пузырьковой камере дает возможность поставить в соответствие расположение следа в камере с моментом ее прохождения через камеры и информацией об этой частице, получаемой от других детекторов

Реализация данного способа возможна посредством применения извест ных приемов; Замена одного широкоугольного осветителя с одним источником света на осветитель, составленный из группы узкоугольных осветителей с собственными источниками света и отдельными схемами питания и поджига импульсных ламп» является известным и удобным решением постав ленной задачи. В таком случае возможно осуществить любую последовательность поджига импульсных ламп и освещения зон камеры независимо от расположения этих зон по объему камеры, при, этом момент поджига той или иной лампы может быть связан с моментом прохождения соответствующей частицы через камеру.

Реализация способа на стадии просмотра снимков и их отбора не предъявляет новых требований к применяющейся в настоящее время аппара туре .

Воэможности данного способа опре деляются главным образом двумя факторами: временем чувствительности камеры и временем роста пузырьков до фотографируемого размера, Время

8288б3

Корректор О, Билак

Редактор E. Зубиетова Техред С.Мигунова

Заказ 10752/4 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 чувствительности пузырьковых водородных камер .среднего размера (1—

2 м) составляет величину порядка

10 миллисекунд. Время роста пузырьков в таких камерах — порядка 1 — 2 миллисекунд. Первая величина определяет максимальный интервал растяжки регистрации во времени, вторая — временное разрешение.

Известно, что время чувствительности так называемых чистых камер существенно больше указанной величины. Это время определяется параэитным вскипанием жидкости и в случае приня тия специальных мер может быть увеличено.

Что касается временного разрешения, то здесь также имеется некоторый резерв для его увеличения .

Известно, что радиус пузырька пропорционален корню квадратному иэ времени роста пузырька. Следовательно,дифференциация участков следов по размеру изображения пузырьков в них может быть использована для уточнения момента прохождения частицы. Уместно заметить, что реализация такого освещения и фотографирования следов в камере, при котором возможно различать размеры пузырьков, возможна, но для камер с небольшой глубиной фотографирования. Такое решение представляется вполне приемлемым для так называемых гибридных установок с пузырьковой камерой небольших размеров в качестве мишени и различными детекторами иного типа вне камеры.

Выбор размеров эон, их формы и расположения по объему камеры определяется физической задачей, условиями эксперимента. Например, для временной дифференциации пучковых частиц полезны зоны в форме полос, расположенных поперек траекториями пучковых частиц. Для временной дифференциации вторичных частиц, вылетающих иэ точки взаимодействия, предпочтительнее зоны в форме колец, окружающих точку взаимодействия .

Чем меньше размеры эон и больше .их число, тем больше дробность временных интервалов и сложнее аппаратура.

В этом плане также необходимо искать оптимум, исходя из конкретных условий физической задачи, 5

Измерение геометрических характеристик следов по данному способу должно базироваться на тех участках следа, в которых размеры изображе— ния следа являются наиболее четкими.

По этой причине зоны с различными моментами освещения должны быть достаточно равномерно размещены по ,всему объему камеры.

Данный способ влечет некоторое ухудшение качества изображения следов в отдельных зонах снимка с преждевременным или запоздалым моментами освещения по сравнению с оптимальным моментом освещения следов, определяемым минимальным размером пузырьков, достаточных для получения четкого изображения.

Однако такое ухудшение допустимо, поскольку снимки следов обладают некоторой избыточной информацией.

В то же время за счет такого ухудшения качества изображения следов в отдельных зонах извлекается дополнительная информация о времени пролета частиц .

Преимущество данного способа по сравнению с известными состоит в том, что он дает воэможность временной дискриминации событий, зарегистрированных в объеме пузырьковой камеры, как в случае облучения ее заряженными частицами, так и нейтраль— ными.

Дискриминация событий в камере по времени дает возможность повысить эффективность регистрации со-" бытий в так называмых гибридных установках — комплексах пузырьковой камеры с различными электронными дете к то рами.

Преимущество данного способа состоит также в том, что он дает возможность зарегистрировать частицу, вылетевшую иэ точки взаимодействия с запозданием, и определить интервал опоздания, т.е. расширить класс, задач, для решения которых может быть применена пузырьковая камера, Побочным применением данного способа является возможность излучения точностных характеристик пузырьковой камеры по величине смещения участков следа в зонах в зависимости от интервала времени между прохождением частицы и моментом ее освещения в соответствующей зоне.