hmlovÁ komora · hmlovÁ komora (cloud chamber) okolo nás je stále veľa častíc. len sme sa...
TRANSCRIPT
HMLOVÁ KOMORA (CLOUD CHAMBER)
Okolo nás je stále veľa častíc.
Len sme sa museli naučiť, ako sa pozerať.
• Častice
• Detektory
Hmlová komora: 1911, C.T.R. Wilson (Nobelova cena) Výpary kondenzujú na malé kvapky okolo ionizovaných atómov, ktoré vzniknú pozdĺž dráh nabitých častíc.
Začnime s fyzikou častíc, postavme si svoju vlastnú
hmlovú komoru.
Hmlová komora
(Wilsonova) Hmlová komora
Charles T.R. Wilson (1869-1959)
Nobelova cena za fyziku 1927 (spoločne s Comptonom)
Ernst Rutherford: Hmlová komora bola najoriginálnejším a najkrásnejším prístrojom v dejinách fyziky
• nádoba s piestom naplnená čistým vzduchom a vodnou parou • pri prudkom pohybe piestu dôjde k expanzii plynu a poklesu jeho teploty
•Para je presýtená ale nemá na čom kondenzovať •ióny vytvorené preletom častice fungujú ako kondenzačné jadrá
•Pozdĺž dráhy častice sa vytvorí hmlová stopa •V difúznej komore sa presýtenie dosahuje pomocou teplotného gradientu (nepotrebuje expanziu, je pripravená k registrácii neustále)
HMLOVÁ KOMORA (CLOUD CHAMBER)
Plastiková nádoba
Hrubý filc
Kovová platňa
Isopropylový alkohol Suchý ľad
Drevená krabica + Hliníková fólia + Sieťka
Zdroj svetla
Rukavice + Goggles (okuliare)
Kovové drôtiky
GSSH HMLOVÁ KOMORA
Gökçe Seyhan Supattra Hassan
Thick Felt Penová guma
Kovový drôtik
Metal Plate Hliníková miska Lak na nechty
Začierniť
Isopropylový alkohol
Suchý ľad
Rukavice + Goggles (okuliare)
Zdroj svetla
Plastikový pohár
HMLOVÁ KOMORA (CLOUD CHAMBER)
HMLOVÁ KOMORA (CLOUD CHAMBER)
CLOUD CHAMBER
http://www.scienceinschool.org/2010/issue14/cloud
V tejto historke vystupujú elementárne a subatómové častice
Pión pokračuje vo svojom lete, ale po veľmi krátkom čase sa rozpadne na muón a neutríno
Muón o chvíľku vletí do hmlovej komory
Aby sme začali na začiatku: raz dávno bol protón…
Protón vchádza do atmosféry Zeme a vrazí do atómu, vzniknú nové častice, aj nejaký pión
Muón prechádza komorou, zanecháva za sebou – ako prúdové lietadlo – stopu bubliniek
Veľmi dávno v strašne ďalekej hviezde, protón bol urýchlený pri výbuchu supernovy…
19 February 2008 Karel Safarik: Úvod do fyziky častíc 9
Sily pôsobiace na nabitú časticu
Mení smer pohybu častice,
nemení jej hybnost’ !
Urýchluje častice !
+
Lorentzova sila:
fotonásobič
(Mikro)Stripový detektor
Al strip
Pasivačný oxid (100-200 nm)
P+ strip
n+ strip
- -
- -
-
+ +
+ +
+
•Vzdialenosť medzi implantovanými stripmi býva obvykle
niekoľko μm
•Pasivačný oxid chráni detektor
•Al stripy sú naparené na povrchu oxidu a zbierajú náboj
kapacitnou väzbou
•Al stripy bývajú spojené s odčítavacou elektronikou
•Polohové rozlíšenie stripových detektorov je na úrovni μm
•Doba zberu náboja býva niekoľko ns
•Ak vyrobíme stripy na oboch stranách detektora, môžeme
merať dve koordináty naraz polovodičové prechody
Modul stripového detektora pre ALICE
Pixlový detektor, polovodičový zázrak
• pixlové detektory sú momentálne
najpokročilejšie plovodičové detektory
•Elektródy v tvare malých plôšok, čiže
poskytujú priamo dvojrozmernú informáciu
•Na rozdiel od stripov, nemôžu byť
pripojené k elektronike na okraji detektora,
elektronika musí „sedieť“ priamo nad
pixlami
•Prepojenie pixlu s elektronikou sa
realizuje prostredníctvom mikro gulôčiek
(bumps) s priemerom niekoľko
mikrometrov
Pixlový čip pre ALICE
8192 pixlov!