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威尔逊用云室拍摄到的反冲电子的径迹电子

更新时间:2024-04-27 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

所谓威尔逊云室,是指显示能引起电离的粒子轨迹的装置。tL4物理好资源网(原物理ok网)

早期的核辐射探测器,即最早的带电粒子探测器,是由CTR 于1896年提出的,因此被称为威尔逊云室tL4物理好资源网(原物理ok网)

云室是指在模拟云雾条件下,在一定空间内对不同云物理进行实验研究的装置。 体积可大可小。tL4物理好资源网(原物理ok网)

如果固定一个体积在立方米以上的大云室,就可以用来进行各种云物理实验研究。tL4物理好资源网(原物理ok网)

容积为几升到几十升的小型混合云室主要用于室外自然冰核观测威尔逊云室,也可用于测试播云催化剂的成冰性能。tL4物理好资源网(原物理ok网)

云室中的气体主要是空气或氩气,蒸气主要是乙醇或甲醇。tL4物理好资源网(原物理ok网)

粒子的速度可以根据轨道上液滴的密度或轨道的长度来确定。tL4物理好资源网(原物理ok网)

通过将云室与磁场相结合,可以根据轨道的曲率和弯曲方向来测量粒子的动量和电特性,从而确定粒子的特性。tL4物理好资源网(原物理ok网)

通过这种方式,威尔逊云室可以显示那些太小而无法直接观察到的粒子的运动轨迹。tL4物理好资源网(原物理ok网)

甚至威尔逊云室也可以拍摄高速粒子之间的碰撞,以模拟核碰撞,从而导致运动方向改变。tL4物理好资源网(原物理ok网)

因此,威尔逊云室一经发明就受到了广泛的关注和应用,为检验理论和探索新型粒子做出了不可磨灭的贡献。tL4物理好资源网(原物理ok网)

例如,1923年,著名物理学家阿瑟·霍利·康普顿发现了X射线以及X射线散射后波长变长的现象,将其命名为康普顿效应。tL4物理好资源网(原物理ok网)

康普顿利用光子与电子碰撞时的动量和能量守恒定律解释了这一点。tL4物理好资源网(原物理ok网)

正当人们对此表示怀疑时,威尔逊利用云室拍摄了反冲电子的轨迹,令人信服地证实了康普顿散射理论,并为爱因斯坦的光子理论提供了实验基础。tL4物理好资源网(原物理ok网)

威尔逊云室tL4物理好资源网(原物理ok网)

由于这项工作和他发明的云室,威尔逊和康普顿获得了 1927 年诺贝尔物理学奖。tL4物理好资源网(原物理ok网)

什么是躺着? 就是这个。tL4物理好资源网(原物理ok网)

第二个是正电子的发现。tL4物理好资源网(原物理ok网)

1932年,CD安德森利用威尔逊云室研究宇宙射线。 在宇宙射线的云室照片中物理资源网,他发现了正电子的踪迹。tL4物理好资源网(原物理ok网)

这是第一个使用云室发现的反粒子,即正电子,从而证实了狄拉克关于正电子存在的预测。tL4物理好资源网(原物理ok网)

安德森获得 1936 年诺贝尔物理学奖。tL4物理好资源网(原物理ok网)

1937年,安德森用它发现了汤川秀树在1935年理论上预言的介子。tL4物理好资源网(原物理ok网)

到1955年,王淦昌和他的合作者利用大型云室发现了反西格玛负超子。tL4物理好资源网(原物理ok网)

《自然》杂志指出:“反西格玛负超子的实验发现消除了微观世界图像中的一个空白点。”tL4物理好资源网(原物理ok网)

世界各地的报纸纷纷刊登了有关这一发现的详细报道,“王淦昌”成为新闻头条的关键词之一。tL4物理好资源网(原物理ok网)

对于反西格玛负超子的发现意义,当时科学家认为“其科学意义仅次于正电子和反质子的发现”。tL4物理好资源网(原物理ok网)

后来,在欧洲中心的300亿电子伏加速器上又发现了另一种反超子,即反超子。tL4物理好资源网(原物理ok网)

因此,在高能物理史上,反西格玛负超子和反Ksai负超子被公认为最早发现的两种负超子。tL4物理好资源网(原物理ok网)

这两项发现为反粒子的普遍存在提供了有力的证据。tL4物理好资源网(原物理ok网)

威尔逊云室tL4物理好资源网(原物理ok网)

回到威尔逊云室tL4物理好资源网(原物理ok网)

1925年,在卡文迪什实验室威尔逊云室,年轻的布拉克特在卢瑟福和威尔逊的指导下,致力于利用云室研究粒子撞击氮原子核的问题。tL4物理好资源网(原物理ok网)

从他拍摄的2万多张云室照片中,他只获得了8张照片证实了卢瑟福在1919年进行的世界上最早的人工核反应实验。tL4物理好资源网(原物理ok网)

1932年,布拉奎特和奥卡里尼合作,开始使用威尔逊云室研究宇宙射线。tL4物理好资源网(原物理ok网)

但由于宇宙线的稀缺性,如果让云室扩大随意拍照,每100张照片中只有2到5张会有宇宙线的痕迹,这让他们开始思考云室摄影的自动化。 。tL4物理好资源网(原物理ok网)

解决的办法是在垂直云室的每一侧各放置一个盖革计数管,这样穿过云室的宇宙射线就会依次通过两个计数管。tL4物理好资源网(原物理ok网)

设计了一个电路,只有当两个计数器管的信号耦合时,才能触发云室的膨胀并记录产生的照片。tL4物理好资源网(原物理ok网)

使用这种自动化技术来控制云室摄影,大约 80% 的照片有光线轨迹。tL4物理好资源网(原物理ok网)

通过对约7000张照片的分析,他们证实了安德森几个月前发现的正电子,并直观地说明了电子-正电子对的产生和湮灭过程。tL4物理好资源网(原物理ok网)

1933年,布拉克特转到伦敦大学伯克贝克学院担任教授。tL4物理好资源网(原物理ok网)

在那里,他继续使用云室方法研究宇宙射线。 他研制了一种用于云室的大型均匀磁场装置,并利用该装置拍摄了大量宇宙射线轨迹的照片。tL4物理好资源网(原物理ok网)

布拉克特因其对云室技术的改进以及在核物理和宇宙射线方面的一系列新发现而获得1948年诺贝尔物理学奖。tL4物理好资源网(原物理ok网)

1952年,格拉斯通过直接用云室中的液体代替气体-蒸汽混合物,发明了气泡室。tL4物理好资源网(原物理ok网)

气泡室的出现为探测高能带电粒子提供了另一种有效手段,格拉斯因此获得了1960年诺贝尔物理学奖。tL4物理好资源网(原物理ok网)

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