Kabarcık odası
Kabarcık odası, oda boyunca hareket eden elektriksel olarak yüklü parçacıkların tespiti için kullanılan bir parçacık algılayıcıdır. Kabarcık odaları süper ısıtılmış saydam bir sıvıyla (çoğunlukla sıvı hidrojen) doludur. Mucidine 1960'ta Nobel Fizik Ödülü kazandıran kabarcık odası 1952'de Donald A. Glaser tarafından icat edildi ve sonraki yirmi yıl boyunca parçacık fiziğinde ve özellikle de acayip parçacık araştırmalarında baskın bir rol üstlendi.[1]
Anektod olarak, Glaser'ın bir bardak bira içindeki kabarcıklardan esinlendiği iddia edilidi. Ancak Glaser 2006'daki bir konuşmasında kabarcık odası için esin kaynağının bira olmamasına rağmen, ilk prototipleri birayla doldurarak deneyler yaptığını söyleyerek bu hikâyeyi yalanladı.[2]
Günümüzde kabarcık odalarının yerini çok daha büyük enerjilerin ölçülebildiği dedektörler aldı ancak kabarcık odalarındaki izler parçacıklar arasında meydana gelen etkileşimlerin türünü belirlemede faydalıdır.[3]
İşlev ve kullanım
Kabarcık odası uygulama ve temel ilkede sis odası ile benzerdir. Ancak kabarcık odasındaki ortamın yoğunluğu gaz kullanılan sis odasındaki ortam yoğunluğundan daha yüksek olduğu için kabarcık odasının duyarlılığı daha büyüktür.[4] Normal olarak bir silindirin kaynama noktasının hemen altına kadar ısıtılan sıvı ile doldurulmasıyla yapılır. Parçacıkların odaya girmesiyle bir piston onun basıncını aniden düşürür ve sıvı süper ısıtılmış, yarı kararlı hale geçer. Yüklenen parçacıklar buharlaşan sıvı etrafında mikroskobik kabarcık formunda bir iyonizasyon izi yaratır. İz etrafındaki kabarcıkların yoğunluğu parçacıkların kaybettiği enerji ile doğru orantılıdır. Parçacık izlerinin kavisli olması için kabarcık odasının hacmi çok güçlü bir manyetik alan ile doldurulur. Kavis incelendiğinde parçacığın momentumu ve izin iyonizasyon yoğunluğu incelendiğinde de parçacığın enerjisi bulunabilir.[5]
Kabarcıklar odanın genişlediği kadar, görülebileceği veya fotoğraflanabileceği boyuta gelinceye kadar büyür. Birçok kamera oda çevresine monte edilmiştir, bu şekilde herhangi bir olayın üç boyutlu görüntüsü yakalanabilir. Fotoğraf alma işi kaynama bütün odaya yayılmadan önce yapılmalıdır.[5]
Bütün oda sabit bir manyetik alana bağlıdır. Bu manyetik alan yüklü parçacıkların, q/m oranının belirlediği yarıçapla, sarmal bir yörüngede hareket etmesini sağlar.
Dezavantajları
Kabarcık odalarının çok başarılı bir geçmişi olmasına rağmen, günümüzde çeşitli sebeplerden dolayı sınırlı sayıda yüksek-enerji deneylerinde kullanılır.
- Özellikle birçok defa resetlenmesi, tekrarlanması ve analiz edilmesi gereken deneylerde, üç boyutlu elektronik data yerine fotoğraf çıktısına ihtiyaç duyulması, onu daha az elverişli yapar.
- Süper ısıtma evresi, kısa ömürlü parçacıkların tayinini zorlaştıran çarpışma anlarında hazır olmalıdır.
- Kabarcık odaları, bütün ürünlerin dedektörün içinde olması gereken yüksek enerjili çarpışmaların analizi için yeterince büyük ve kütleli değildir.
Notlar
- ↑ https://webh09.cern.ch/teachers/archiv/HST2007/bubble_chambers/BC%20History/BubbleChamber-Steinberger.pdf
- ↑ Berkeley Lab View - July 21, 2006
- ↑ http://www.pbs.org/wgbh/nova/teachers/activities/pdf/3012_elegant_14.pdf
- ↑ http://tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01071.pdf
- 1 2 http://www.phys.spbu.ru/content/File/Library/studentlectures/schlippe/pp05-04.pdf