Способ изучения актов взаимодействия элементарных частиц посредством пузырьковой камеры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОБРЕ ЬСТВН АВТОРСНО р следов иск ч а ю щ и й СУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(71) Объединенный институт ядерныхисследований(54) (57) СПОСОБ ИЗУЧЕНИЯ АКТОВВЗАИИОДЕПСТВИЯ ЭЛИ 1 ЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦПОСРЕДСТВОИ ПУЗЫРЬКОВОЙ КАМЕРЫ,включающий облучение пузырьковойкамеры, освещение ее объема, регистрацию изображений следов частицна фоточувствительном материале,просмотр, а также отб комого события, о т л с я тем, что, с целью эффективности способа не йтраль ных частиц,о ма камеры производят заданной последователь од следочувствительно при этом каждую зону о ко один раз, а отбор водят в процессе просм ных снимков путем сопо наличия и отсутствия у бражения следа в отдел с моментами освещения повыше ниядля изучениявещение объео зонам в.ности в перити камеры,свещают тольобытий произотра полученставлениячастков изоьных зонахэтих зон.Изобре те ние относится к методике.и технике физического экспериментав области физики элементарных частиц, выполняемого в пучках элементарных частиц посредством пузырьковых камер.Известен способ, который включает освещение объема пузырьковойкамеры дважды с целью получениядвух последовательных снимков объе -ма камеры и операцию вычитания информации последующего снимка из информациы предыдущего снимка дляселекции искомых событий.Недостатком данного способа является большая сложность и трудоемкость обработки снимков и плохоеразрешение событий.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяспособ изучения актов взаимодействия элементарных заряженных частицпосредством пузырьковой камеры,включающий облучение пузырьковойкамеры, освещение ее объема, регистрацию изображений следов частицна фоточувствительном материале,просмотр, а также отбор следовпутем сдвига траектории каждойпоследующей частицы относительнопредыдущей, например посредствомотключения электромагнитов, установленных на пути частиц, и путемсопоставления местоположения следачастицы и момента отключения соответствующего элек тромагнита.Основным недостатком данногоспособа является невозможность егоприменения при облучении пузырьковой камеры нейтральными частицами,Целью изобретения является повышение эффективности способа дляизучения нейтральных частиц,Это достигается тем, что по способу изучения актов взаимодействияэлементарных частиц посредствомпузырьковой камеры, включающемуоблучение пузырьковой камеры, освещение ее объема, регистрацию изображений следов частиц на фоточувствительном материале, просмотр, а так -ие отбор следов, освещение объемакамеры производят по зонам в задан -ной последовательности в периодследочувствительности камеры, приэтом каждую зону освещают толькоодин раз, а отбор событий производят в процессе просмотра полученныхснимков путем сопоставления наличияи отсутствия участков иэображенияследа в отдельных зонах с моментамиосвещения этих зон.Иомент прохождения сквозь камерунейтральной частицы устанавливаетсяпо характеру вторичных частиц, вылетавших из точки взаимодействия нейтральной частицы с ядром-мишенью,Данный способ применим и в случае 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 облучения заряженными частицами,и в случае облучения камеры нейтральными частицами,Сущность предлагаемого способазаключается я следующем. Пузырь -ковую камеру за время одного циклаее чувствительности к ионизирующемуизлучению облучают группой частиц,растянутых во времени в пределах интервала чувствительности камеры, при этом регистрируют моментпрохождения каждой частицы посредством различных внешних детекторов.Камеру в пределах интервала ее чув -ствительности освещают группой потоков света от различных истОчниковразномоментно и по зонам объема камеры и полное изображение объемакамеры фиксируют на одном снимке.След частицы, прошедшей сквозьобъем камеры до,момента первогоосвещения камеры, окаже тся зафиксированным во всех зонах прохождениякамеры. След частицы, прошедшейсквозь объем камеры после освещениякамеры несколько раз, окажется зафиксированным только в отдельныхзонах камеры. Таким образом, по налчию и отсутствию участков следа одной частицы в зонах ее прохожденияустанавливают момент прохождениячастицы через объем камеры. Следовательно, такой способ регистрацииследов частиц в пузырьковой камередает возможность поставить в соответствие расположение следа в камере с моментом ее прохождения черезкамеры и информацией об этой частице, получаемой от других детекторовРеализация данного способа возможна посредством применения известных приемов; Замена одного широкоугольного осветителя с одним источником света на осветитель, составленный из группы узкоугольных осветителей с собственными источникамисвета и отдельными схемами питанияи поджига импульсных ламп являетсяизвестным и удобным решением поставленной задачи. В таком случае возможно осуществить любую последовательность поджига импульсных ламп иосвещения зон камеры независимо отрасположения этих зон по объемукамеры, при, этом момент поджига тойили иной лампы может быть связан смоментом прохождения соответствующей частицы через камеру.Реализация способа на стадиипросмотра снимков и их отбора непредъявляет новых требований к применяющейся в настоящее время аппаратуре,Воэможности данного способа определяются главным образом двумя факторами: временем чувствительностикамеры и временем роста пузырьковдо фотографируемого размера, Время8288 б 3 30 Корректор О, Билак Редактор Е. Зубиетова Техред С.Мигунова Заказ 10752/4 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 р Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 чувствительности пузырьковых водородных камер, среднего размера (1 -2 м) составляет величину порядка10 миллисекунд. Время роста пузырьков в таких камерах - порядка 1 - 2миллисекунд. Первая величина определяет максимальный интервал растяжки регистрации во времени, вторая - временное разрешение. Известно, что время чувствительности так называемыхчистыхкамер существенно больше указанной величины. Это время определяется параэитным вскипанием жидкости и в случае принятия 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 иэвремени роста пузырька. Следовательно,дифференциация участков следовпо размеру изображения пузырьков вних может быть использована дляуточнения момента прохождения частицы. Уместно заметить, что реализация такого освещения и фотографирования следов в камере, при котором возможно различать размерыпузырьков, возможна, но для камерс небольшой глубиной фотографирования. Такое решение представляетсявполне приемлемым для так называемых гибридных установок с пузырьковой камерой небольших размеров вкачестве мишени и различными детекторами иного типа вне камеры,Выбор размеров эон, их формы ирасположения по объему камеры определяется физической задачей, условиями эксперимента, Например, длявременной дифференциации пучковыхчастиц полезны зоны в форме полос,расположенных поперек траекториямипучковых частиц. Для временной дифференциации вторичных частиц, вылетающих иэ точки взаимодействия,предпочтительнее зоны в форме колец,окружающих точку взаимодействия,Чем меньше размеры эон и больше .ихчисло, тем больше дробность временных интервалов и сложнее аппаратура.В этом плане также необходимо искатьоптимум, исходя из конкретных условий физической задачи,10 15 20 35 40 45 50 55 Измерение геометрических характеристик следов по данному способудолжно базироваться на тех участкахследа, в которых размеры изображения следа являются наиболее четкими.По этой причине зоны с различнымимоментами освещения должны бытьдостаточно равномерно размещены по,всему объему камеры.Данный способ влечет некотороеухудшение качества изображения следов в отдельных зонах снимка спреждевременным или запоздалым моментами освещения по сравнению соптимальным моментом освещения следов, определяемым минимальным размером пузырьков, достаточных дляполучения четкого изображения,Однако такое ухудшение допустимо,поскольку снимки следов обладаютнекоторой избыточной информацией.В то же время за счет такого ухудшения качества изображения следовв отдельных зонах извлекается дополнительная информация о времени пролета частиц.Преимущество данного способа посравнению с известными состоит втом, 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 камерепо времени дает возможность повысить эффективность регистрации со-"бытий в так называмых гибридныхустановках - комплексах пузырьковойкамеры с различными электроннымидете к торами.Преимущество данного способасостоит также в том, что он даетвозможность зарегистрировать частицу, вылетевшую иэ точки взаимодействия с запозданием, и определить интервал опоздания, т.е. расширитькласс, задач, для решения которыхможет быть применена пузырьковаякамера,Побочным применением данного способа является возможность излученияточностных характеристик пузырьковойкамеры по величине смещения участков следа в зонах в зависимости отинтервала времени между прохождением частицы и моментом ее освещенияв соответствующей зоне.