|
|
Источники и методы регистрации частиц ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6 В ядерной физике исследуется субатомная структура материи. Характерные размеры этой структуры малы по сравнению с размерами атомов (< 10-18 м). В ядерной физике непосредственно измеряются промежутки времени 10-9 с и только в некоторых случаях удается измерить время, близкое к 10-11 с. Однако с помощью соотношения неопределенности энергия-время косвенно измеряются промежутки времени, вплоть до 10-24 с. Физические явления, происходящие на сверхмалых расстояниях можно изучать пока в основном только по столкновениям и распадам атомных ядер и элементарных частиц. Все источники ядерных излучений подразделяются на радиоактивные препараты, ускорители, ядерные реакторы и космические лучи. В настоящее время используются ускорители от 5 - 10 ГэВ до 100 - 150 ГэВ: электростатический генератор Ван - де - Граафа, линейные ускорители, циклотроны, фазотроны, бетатроны, синхрофазотроны, ускорители на встречных пучках, накопительные кольца и др. Существуют различные методы регистрации элементарных частиц, возникающих при проведении ядерных реакций.
Например, электронные (счетчики). К ним относятся импульсные ионизационнные камеры, пропорциональные счетчики, счетчики Гейгера-Мюллера, сцинтилляционные, черенковские и полупроводниковые счетчики. К трековым детекторам относятся: камеры Вильсона, пузырьковые камеры, толстослойные фотоэмульсии, широкозазорные искровые и стримерные, пропорциональные и дрейфовые камеры. Например, полупроводниковые счетчики (рис. 11.17) используют переходное излучение в рентгеновской области и имеют большое будущее в физике ТэВ-области для идентификации частиц. Принцип работы полупроводникового счетчика тот же, что и ионизационной камеры, только вместо газа используется полупроводник. В этом его преимущество, т. к. в твердом теле на одном и том же отрезке пути заряженная частица отдает в сотни раз больше энергии, чем в газе. Проходя через полупроводник частица вызывает переход электронов из валентной зоны в зону проводимости, порождая пару электрон-дырка. Энергия W, необходимая для рождения такой пары, составляет 2,9 эВ в германии и 3,5 эВ в кремнии. Если энергия частицы равна Wk, то на своем пути в полупроводнике она создает Wk/W электронно-дырочных пар. Для уменьшения помех полупроводниковые детекторы охлаждают до температур жидкого азота. В счетчике любого вида регистрация осуществляется немедленно, т. е. без последующей обработки. Следовые регистраторы (камера Вильсона, пузырьковая камера, метод толстослойных эмульсий и др.) позволяют получить полную информацию о траекториях заряженных частиц. Оба эти преимущества объединены в искровой камере.
Искровая камера состоит из набора плоскопараллельных электродов площадью до 1 м2, расположенных на расстоянии в несколько миллиметров друг от друга и соединенных через один. Электроды помещают в замкнутый объем, заполненный газовой смесью гелия и неона. Одна половина электродов заземляется, а к другой - прикладывается высоковольтный импульс (рис. 11.18). Главное достоинство искровой камеры состоит в том, что ее рабочий объем состоит из блоков, число которых не ограничено.
Когерентность и материя Классическая когерентность, генерация излучения в лазерах, когерентное состояние вещества, сверхпроводимость, сверхтекучесть, сверхизлучение, сверхрассеяние - относятся к явлениям когерентности. Поскольку пространственная когерентность определяется не абсолютным, а относительным угловым размером источника, то оказывается возможной когерентность лучей света, который приходит на Землю от далекой звезды. Свет самой звезды является пространственно некогерентным, но при наблюдении звезды в телескоп можно видеть резкие кольца, обусловленные когерентными явлениями. Например, была получена интерференционная картина от Солнца. За счет синхронизации мод получена интерференция волн с различными частотами, возникающая при генерации лазером ультракоротких импульсов. Таким способом получены мощности»1012 Вт при длительности импульса t~10-10 с. Эти импульсы тем короче, чем большее число волн с различными частотами будут интерферировать. Наличие волновых свойств у вещества позволяет поставить вопрос о его когерентности, т. е. о возможности для системы, не взаимодействующих между собой частиц, обнаружить свойства, связанные с синхронизацией фаз y-функций отдельных частиц, атомов или молекул. С когерентностью вещества, возникающей в результате резонансного взаимодействия с излучением, связан целый ряд эффектов: самоиндуцированная прозрачность, фотонная индукция, фотонное эхо, оптическая нутация, сверхизлучение, сверхрассеяние, сверхизлучающий фазовый переход, оптическая бистабильность. В трехуровневой системе с помощью взаимодействия на равновесную фазу импульсов с частотами n12 и n23 можно наблюдать сверхизлучающие импульсы на всех трех частотах. Это позволяет исследовать характеристики перехода, не соответствующего какой-либо из частот излучения, падающего на молекулярную систему. С помощью трехуровнего подхода было получено, что для спонтанного комбинационного рассеяния на предварительно возбужденной среде может осуществиться режим сверхрассеяния, а также возможность существования солитонов возбужденного комбинационного рассеяния. Рассматривается возможность создания фотонной машины. Подобно электрогенератору и мотору, лазер и фотонная машина могут меняться ролями. Когерентные явления носят общий глобальный характер. Они проявляются во всех трех известных уровнях структуры вещества: атомной, ядерной и элементарных частиц в широком диапазоне физических условий при нестационарных и нелинейных процессах. Когерентные явления наблюдаются для излучения и вещества, для кристаллов, жидкостей, газа, плазмы, молекул атомов, ядер, элементарных частиц и т. д. Обсуждаются вопросы о возможностях получения когерентного гравитационного поля и управления гравитацией. Когерентные явления успешно применяются в биологии и для приложений в общественных науках. Обнаружены общие фундаментальные черты различных областей физики, самых разнородных явлений, подтверждающих внутреннее единство материи, указывающих на взаимосвязь когерентных явлений со структурой материи.
  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Рис. 11.17
Рис. 11.18