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Latest revision as of 17:02, 26 April 2023
एक तार कक्ष या बहु-तार आनुपातिक कक्ष एक प्रकार का आनुपातिक काउंटर है जो आवेशित कण और फोटोन का पता लगाता है और गैसीय आयनीकरण के निशानों को ट्रैक करके उनके प्रक्षेपवक्र पर स्थितीय जानकारी दे सकता है।[1]
विवरण
बहु-तार कक्ष उच्च वोल्टेज (एनोड) पर तारों की एक सरणी का उपयोग करता है, जो एक कक्ष के माध्यम से जमीन की क्षमता (कैथोड) पर प्रवाहकीय दीवारों के साथ चलता है। वैकल्पिक रूप से, तार जमीनी क्षमता पर हो सकते हैं और कैथोड एक उच्च ऋणात्मक वोल्टेज पर होता है; महत्वपूर्ण बात यह है कि एक समान विद्युत क्षेत्र थोड़ा पार्श्व गति के साथ एनोड तारों में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों या ऋणात्मक आयनों को खींचता है।
चैम्बर सावधानी से चुनी गई गैस से भरा होता है, जैसे कि आर्गन/मीथेन मिश्रण, जैसे कि कोई भी आयनीकरण कण जो ट्यूब से होकर निकलता है, आसपास के गैसीय परमाणुओं को आयनित कर देगा। परिणामी आयनों और इलेक्ट्रॉनों को पूरे कक्ष में विद्युत क्षेत्र द्वारा त्वरित किया जाता है, जिससे टाउनसेंड हिमस्खलन के रूप में जाना जाने वाला आयनीकरण का एक स्थानीय झरना बन जाता है। यह निकटतम तार पर इकट्ठा होता है और पता लगाए गए कण के आयनीकरण प्रभाव के अनुपात में आवेश होता है। सभी तारों से स्पंदन की गणना करके, कण प्रक्षेपवक्र पाया जा सकता है।
इस मूल डिजाइन के अनुकूलन पतली खाई, प्रतिरोधी प्लेट और बहाव कक्ष हैं। बहाव कक्ष को समय प्रक्षेपण कक्ष, माइक्रोस्ट्रिप गैस और सिलिकॉन का उपयोग करने वाले उन प्रकार के संसूचको के रूप में जाना जाने वाले कक्ष डिजाइनों में विशिष्ट उपयोग की श्रेणियों में भी विभाजित किया गया है।[2][3]
विकास
1968 में, जॉर्जेस चारपाक, जबकि यूरोपीय परमाणु अनुसंधान संगठन (सीईआरएन) में, बहु-तार आनुपातिक कक्ष (एमडब्ल्यूपीसी) का आविष्कार और विकास किया। इस आविष्कार के परिणामस्वरूप उन्हें 1992 में भौतिकी के लिए नोबेल पुरस्कार मिला। चैम्बर प्रत्येक सेकंड में केवल एक या दो कणों का पता लगाने के पहले के बबल चैंबर दर की उन्नति थी, जो प्रति सेकंड 1000 कण का पता लगाता था। एमडब्ल्यूपीसी ने कण का पता लगाने से इलेक्ट्रॉनिक संकेतों का उत्पादन किया, जिससे वैज्ञानिक कंप्यूटर के माध्यम से डेटा की जांच कर सके।[4][5][6] बहु-तार कक्ष चिंगारी कक्ष का विकास है।[7]
गैसें भरें
एक विशिष्ट प्रयोग में, कक्ष में इन गैसों का मिश्रण होता है:[1]* आर्गन (लगभग 2/3)
- आइसोब्यूटेन (सिर्फ 1/3 के नीचे)
- फ्रीऑन (0.5%)
कक्ष भी भरा जा सकता है:
- तरल क्सीनन;[8]
- तरल टेट्रामेथिलसिलीन;[9] या
- टेट्राकिस (डाइमिथाइलैमिनो) एथिलीन (टीएमएई) वाष्प।[10]
प्रयोग करें
उच्च-ऊर्जा भौतिकी प्रयोगों के लिए, इसका उपयोग कण के पथ का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। एक लंबे समय के लिए, इस उद्देश्य के लिए बुलबुला कक्ष का उपयोग किया गया था, किंतु इलेक्ट्रानिक्स के सुधार के साथ तेजी से इलेक्ट्रॉनिक रीड-आउट के साथ एक संसूचक होना वांछनीय हो गया। (बुलबुले कक्षों में, फोटोग्राफिक एक्सपोजर बनाए गए थे और परिणामी मुद्रित छवियो की जांच की गई थी।) एक तार कक्ष कई समानांतर तारों वाला एक कक्ष है, जिसे ग्रिड के रूप में व्यवस्थित किया जाता है और उच्च वोल्टेज पर रखा जाता है, जिसमें धातु आवरण जमीन की क्षमता पर होता है। गीगर काउंटर की तरह एक कण आयनों और इलेक्ट्रॉनों का निशान छोड़ता है, जो क्रमशः केस या निकटतम तार की ओर बहाव करते हैं। उन तारों को चिन्हित करके जिनमें धारा का स्पंद था, कोई कण का मार्ग देख सकता है।
कक्ष में एक बहुत अच्छा सापेक्ष समय संकल्प, अच्छी स्थितिगत स्पष्टता और स्व-ट्रिगर ऑपरेशन (फेरबेल 1977) है।[11]
चैम्बर के विकास ने वैज्ञानिकों को बहुत उत्तम स्पष्टता के साथ कणों के प्रक्षेपवक्र का अध्ययन करने में सक्षम बनाया, और पहली बार कणों की परस्पर क्रिया के माध्यम से होने वाली दुर्लभ परस्पर क्रिया का निरीक्षण और अध्ययन करने के लिए भी है।
बहाव कक्ष
यदि कोई तारों के वर्तमान स्पंदन के समय को भी स्पष्ट रूप से मापता है और यह ध्यान में रखता है कि आयनों को निकटतम तार तक जाने के लिए कुछ समय की आवश्यकता होती है, तो कोई उस दूरी का अनुमान लगा सकता है जिस पर कण तार से गुजरे थे। यह पथ पुनर्निर्माण की स्पष्टता को बहुत बढ़ाता है और इसे बहाव कक्ष के रूप में जाना जाता है।
कण त्वरण का कारण बनने के लिए उपयोग में उच्च-ऊर्जा विद्युत क्षेत्रों के साथ बनाई गई ऊर्जा के अभिवृद्धि के साथ गैस के कणों के साथ प्रभाव के कारण होने वाले कणों से ऊर्जा के हानि को संतुलित करके एक बहाव कक्ष कार्य करता है।[12] डिज़ाइन बहु-तार आनुपातिक कक्ष के समान है किंतु केंद्रीय-परत तारों के बीच अधिक दूरी के साथ।[7]आवेशित कण की गति के कारण गैस कणों के आयनीकरण से कक्ष के अंदर आवेशित कणों का पता लगाना संभव है।[13]
फर्मिलैब संसूचक सीडीएफ II में फर्मिलैब या परत 3: केंद्रीय बाहरी ट्रैकर (सीओटी) पर कोलाइडर संसूचक नामक बहाव कक्ष होता है।[14] कक्ष में आर्गन और ईथेन गैस होती है, और तारों को 3.56-मिलीमीटर अंतराल से अलग किया जाता है।[15]
यदि दो बहाव कक्षों का उपयोग एक ओर्थोगोनल के तारों के साथ दूसरे के तारों के लिए किया जाता है, तो दोनों ओर्थोगोनल से बीम दिशा में, स्थिति का अधिक स्पष्ट पता लगाया जाता है। यदि एक अतिरिक्त सरल संसूचक (जैसे कि वीटो काउंटर में उपयोग किया गया) का उपयोग तारों के पहले या बाद में एक निश्चित दूरी पर अशक्त या शून्य स्थितित्मक संकल्प के साथ पता लगाने के लिए किया जाता है, तो एक त्रि-आयामी पुनर्निर्माण किया जा सकता है और गति संसूचक के विभिन्न भागों में कण के पारित होने के समय के अंतर से निकाले गए कण। यह स्थापना हमें समय प्रक्षेपण कक्ष (टीपीसी) नामक एक संसूचक देता है।
एक गैस (बहाव वेग) में इलेक्ट्रॉनों के वेग को मापने के लिए विशेष बहाव कक्ष, वेग बहाव कक्ष होते हैं, जो आयनीकरण के ज्ञात स्थान के लिए बहाव समय को मापते हैं।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 W.Frass. Physics - C4: Particle Physics Major Option - Particle Detectors. Oxford University. p. 11. Retrieved 2012-02-25. was located via Dr. C.N. Booth PHY304 Particle Physics Sheffield University
- ↑ I. Kisel - [1] Retrieved 2012-02-28
- ↑ University of Manchester - HEP - 101 Retrieved 2012-02-28
- ↑ Computers in Physics, Sep/Oct 1992 - The Polish Language School for Foreign Students - Adam Mickiewicz University in Poznań - European Organization for Nuclear Research Archived 2012-02-14 at the Wayback Machine Retrieved 2012-02-25
- ↑ H. Johnston - Physics world Retrieved 2012-02-25
- ↑ "Milestones:CERN Experimental Instrumentation, 1968". IEEE Global History Network. IEEE. Retrieved 4 August 2011. - U.S. Department of Energy Research and Development Accomplishments Retrieved 2012-02-23
- ↑ 7.0 7.1 भौतिक विज्ञान. Guildford: University of Surrey. Retrieved 2012-02-28.
- ↑ S.E.Derenzo - SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University ( U.S. Department of Energy Office of Science ); Muller, Richard; Derenzo, Stephen; Smadja, Gerard; Smith, Dennis; Smits, Robert; Zaklad, Haim; Alvarez, Luis (1971). "Liquid-Filled Proportional Counter". Phys. Rev. Lett. 27 (8): 532–535. Bibcode:1971PhRvL..27..532M. doi:10.1103/PhysRevLett.27.532. OSTI 942298. S2CID 54908183.
- ↑ Degrange, B.; Guillon, J.; Moreau, F.; Nguyen-Khac, U.; De La Taille, C.; Tisserant, S.; Verderi, M. (1992). "टेट्रामेथिलसिलीन से भरे मल्टीवायर कक्ष में कम ऊर्जा कैलोरीमेट्री". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 311 (3): 539. Bibcode:1992NIMPA.311..539D. doi:10.1016/0168-9002(92)90652-K.
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- ↑ T. Ferbel - (CERN report 1977)>
- ↑ F. E. Close; M. Marten; C. Sutton (11 Nov 2004). The particle odyssey: a journey to the heart of the matter. Oxford University Press. Bibcode:2002pojh.book.....C. ISBN 978-0-19-860943-8. Retrieved 2012-02-12.
- ↑ W. Blum; W. Riegler; L. Rolandi (4 Oct 2008). बहाव कक्षों के साथ कण का पता लगाना. Springer. ISBN 9783540766841. Retrieved 2012-02-28.
- ↑ Kotwal, Ashutosh V; Gerberich, Heather K; Hays, Christopher (2003). "ड्रिफ्ट चैंबर हिट टाइमिंग का उपयोग कर ब्रह्मांडीय किरणों की पहचान". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 506 (1–2): 110–118. Bibcode:2003NIMPA.506..110K. doi:10.1016/S0168-9002(03)01371-8.
- ↑ Fermilab - glossary-photo- J. L. Lee Retrieved 2012-02-12
बाहरी संबंध
- hypermail_ archive of links to CLAS drift chambers
- Heidelberg lecture on research ionisation chambers
