A. Принцип создания счетчика для регистрации быстрых заряженных частиц и
гамма-квантов предложил в году Ганс Гейгер, а в году Вальтер
Мюллер, работавший под руководством Гейгера, реализовал его на практике. Цилиндрическая трубка, заполненная смесью газов под давлением около
атмосферного, является корпусом счетчика. По оси трубки натянута
металлическая нитка, отделенная от корпуса изолятором. Между корпусом
счетчика и нитью прикладывалось высокое напряжение, нить была анодом, а
трубка — катодом. Работа счетчика основана на явлении ударной ионизации. Во время движения в
трубке заряженной частицы возникал кратковременный коронный разряд.
Б. Регистрирующий прибор, в котором используется макросистема в
неустойчивом состоянии — это пузырьковая камера, созданная в г.
Дональдом Глейзером. Макросистемой в ней является перегретая жидкость,
которая не кипит, хотя ее температура выше температуры кипения. Заряженная частица пролетает через эту жидкость, ионизируя ее молекулы.
Образовавшиеся ионы играют роль центров парообразования, вокруг них
происходит интенсивный процесс кипения жидкости.
В. В камере Вильсона макросистемой в неустойчивом состоянии является
перенасыщенный переохлажденный пар. Для создания такого пара используют
быстрое адиабатическое расширение, сопровождающееся резким понижением
температуры. Перенасыщенный пар не конденсируется, так как в системе
отсутствуют центры конденсации.
При попадании в систему заряженной частицы вследствие взаимодействия ее с
молекулами пара, в системе образуются центры конденсации — ионизированные молекулы газа, вокруг которых происходит процесс
конденсации перенасыщенного пара.
Г. Ионизирующее действие заряженных частиц на фотопластинку положено в
основу метода регистрации заряженных частиц, получившего название метода
толстослойных фотоэмульсий. Фотоэмульсия представляет собой слой
желатина с вкраплениями зерен бромистого серебра.
Попадая на такую фотопластинку, заряженная частица взаимодействует с
зернами бромистого серебра, отрывая от отдельных атомов брома электроны,
т. е. ионизируя эти атомы. При этом в зернах бромистого серебра образуются
ионы серебра и брома. Цепочка таких кристалликов образует скрытое
изображение.
Осталось только "увидеть" это изображение, для чего фотопластинку
проявляют. В этом процессе восстанавливаются в чистое серебро те зерна
бромистого серебра, в которых были свободные атомы серебра. При этом
фотопластинка темнеет в местах расположения атомов, демонстрируя трек
заряженной частицы.
По длине и ширине трека можно оценить массу и энергию частицы.