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!