Диффузионная камера

Диффузионная камера, прибор, в котором можно наблюдать видимые следы (треки) заряженных частиц. Как и в Вильсона камере, треки в Д. к. создаются каплями жидкости в пересыщенном паре, а центрами конденсации являются ионы, образующиеся вдоль траектории заряженной частицы. Пересыщение газа в Д. к. достигается за счёт непрерывного потока пара от более горячей поверхности у крышки камеры к холодной поверхности у её дна. В отличие от камеры Вильсона, в Д. к. пересыщение существует постоянно, поэтому Д. к. чувствительна к ионизирующим частицам непрерывно. Д. к. впервые осуществлена американским физиком А. Лангсдорфом в 1936.

  Металлическое дно камеры, заполненной газом, охлаждается твёрдой углекислотой до температуры — 60—70°С (рис.). Вследствие теплопроводности газа и конвективного теплообмена между газом и стенками камеры в камере устанавливается большой перепад температуры по высоте. Верхняя часть камеры заполняется парами метилового спирта с упругостью, близкой к насыщению (при температуре от 10 до 20°С). Пары спирта диффундируют вниз и конденсируются на дне камеры. Т. к. температура газа в области, прилегающей ко дну камеры, значительно ниже, чем температура у крышки, внизу образуется слой с пересыщением парами спирта, в котором формируются треки частиц. Высота чувствительного к ионизирующим частицам слоя в Д. к. достигает 50—70 мм. Чёткие следы частиц в Д. к. образуются при температурных перепадах в чувствительном слое ~ 50—10 град/см.

  Д. к. высокого давления наполняют водородом до 3—4 Мн/м² (30—40 атм.) и гелием до 20 Мн/м² (20 атм.). Они применяются для изучения процессов взаимодействия частиц высокой энергии с ядрами водорода, дейтерия и гелия. Помещая Д. к. в магнитное поле (~10—20000 э), можно с большой точностью измерять импульсы частиц. С помощью Д. к. было исследовано образования пи-мезонов при столкновениях протонов, нейтронов и других частиц с ядрами водорода и гелия; наблюдалось парное рождение лямбда-гиперионов с К-мезонами при соударениях p-мезонов с протонами и др.

  Лит.: Ляпидевский В. К., Диффузионная камера, «Успехи физических наук», 1958, т. 66, в. 1.

Рис. Схема диффузионной камеры: 1 — верхнее стекло; 2 — металлическое корытце с метиловым спиртом 9; 3 — стеклянный цилиндр (боковая поверхность камеры); 4 — металлическое дно камеры, охлаждаемой твёрдой углекислотой 5; 6 — поршень из термоизолирующего материала; 7 — сжатая пружина; 8 — параболическое зеркало; 10 — фотоаппарат; 11 — металлическое кольцо с редкой сеткой из тонкой проволоки для создания очищающего от ионов электрического поля; S — источник света.