Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

Всего существует два метода это СЧЕТНЫЙ и ТРЕКОВЫЙ. СЧЕТНЫЕ методы это метод сцинтилляций, счетчик Гейгера - Мюллера. ТРЕКОВЫЕ это камера Вильсона, искровая, пузырьковая.

Сцинтилляционный счётчик, прибор для регистрации ядерных излучений и элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, y - квантов, мезонов и т. д.). Основным элементом счетчика является вещество, люминесцирующее под действием заряженных частиц (сцинтиллятор).
При попадании заряженной частицы на полупрозрачный экран, покрытый сульфидом цинка, возникает вспышка света (СЦИНТИЛЛЯЦИЯ). Вспышку можно наблюдать и фиксировать.
Прибор состоит из сцинтиллятора, фотоэлектронного умножителя и электронной системы.

Счетчик Гейгера.
Ханс Гейгер
В газоразрядном счетчике имеются катод в виде цилиндра и анод в виде тонкой проволоки по оси цилиндра. Пространство между катодом и анодом заполняется специальной смесью газов. Между катодом и анодом прикладывается напряжение.

Счётчик Гейгера применяется в основном для регистрации y-квантов(фотонов большой энергии) и электронов.
Счётчик регистрирует почти все падающие в него электроны.
Регистрация сложных частиц затруднена.
Счетчик Гейгера.
Чтобы зарегистрировать y- кванты, стенки трубки покрывают специальным материалом, из которого они выбивают электроны.

Камеру Вильсона можно назвать “окном” в микромир. Она представляет собой герметично закрытый сосуд, заполненный парами воды или спирта, близкими к насыщению.
Вильсон- английский физик, член Лондонского королевского общества. Изобрёл в 1912 г прибор для наблюдения и фотографирования следов заряжённых частиц, впоследствии названную камерой Вильсона (Нобелевская премия, 1927).
Камера Вильсона
Советские физики П.Л. Капица и Д.В. Скобельцин предложили помещать камеру Вильсона в однородное магнитное поле.

Если частицы проникают в камеру, то на их пути возникают капельки воды. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы - трек. По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины оценивается её скорость. Трек имеет кривизну.
Первое искусственное превращение элементов – взаимодействие a - частицы с ядром азота, в результате которого образовались ядро кислорода и протон.

При понижении давления жидкость в камере переходит в перегретое состояние.
Пузырьковая камера
Пролёт частицы вызывает образование цепочки капель, которые можно сфотографировать.
1952. Д.Глейзер. Вскипание перегретой жидкости.