Kebuk gelembung
Kebuk gelembung adalah bekas yang dipenuhi cecair telus adipanas (kebiasaannya hidrogen cecair) yang digunakan untuk mengesan zarah bercas elektrik yang merentasinya. Donald A. Glaser menciptanya pada 1952[1] dan dianugerahkan Hadiah Nobel Fizik 1960 atas ciptaannya itu.[2] Dikatakan Glaser terilham oleh gelembung dalam segelas bir; bagaimanapun, dalam sebuah ceramah pada 2006, dia menidakkan cereka ini, namun mengatakan walaupun bir tidak mengilhamkan kebuk gelembung tersebut, dia ada menguji penggunaan bir dalam prototaip awal.[3]
Walaupun kebuk gelembung pernah digunakan secara meluas, namun kini kebanyakannya diganti dengan kebuk wayar, kebuk percikan, kebuk hanyutan, dan pengesan silikon. Kebuk gelembung terkenal termasuk Big European Bubble Chamber (BEBC) dan Gargamelle .
Fungsi dan penggunaan
[sunting | sunting sumber]
Kebuk gelembung mirip kebuk awan, dari segi penggunaan dan prinsip asas. Ia biasanya dibina dengan mengisi silinder besar dengan cecair yang dipanaskan hingga tepat bawah takat didihnya. Apabila zarah memasuki kebuk, omboh tiba-tiba menurunkan tekanannya, dan cecair itu beranjak ke fasa adipanas serta metastabil. Zarah bercas menghasilkan jejak pengionan, di mana cecair tersejat, dan membentuk gelembung mikroskopik. Ketumpatan gelembung di keliling jejak berkadaran dengan kehilangan tenaga zarah.
Gelembung membesar apabila ruang mengembang, hingga cukup besar untuk dilihat atau diambil gambar. Beberapa kamera dipasang di sekelilingnya untuk mengambil gambar tiga dimensi peristiwa. Kebuk gelembung dengan resolusi hingga beberapa mikrometer (μm) pernah digunakan.
Kebiasaannya berguna untuk mengenakan medan magnet malar pada seluruh kebuk. Ia mempengaruhi zarah bercas melalui daya Lorentz dan menyebabkannya bergerak dalam lintasan heliks dengan jejarinya ditentukan oleh nisbah cas-ke-jisim dan halaju mereka. Oleh kerana magnitud cas bagi semua zarah subatomik hayat lama bercas yang diketahui sama dengan elektron, maka jejari kelengkungannya harus berkadaran dengan momentumnya . Oleh itu, momentum zarah boleh ditentukan dengan mengukur jejari kelengkunganna.
Penemuan penting
[sunting | sunting sumber]Penemuan penting menggunakan kebuk gelembung termasuk penemuan arus neutral lemah di Gargamelle pada 1973,[4] yang memperkukuh teori elektrolemah dan membawa kepada penemuan boson W dan Z pada 1983 (oleh eksperimen UA1 dan UA2). Baru-baru ini, kebuk gelembung digunakan dalam penyelidikan mengenai zarah berjisim berinteraksi lemah (WIMP), di SIMPLE, COUPP, PICASSO dan lebih terdekat, PICO.[5][6][7]
Kekurangan
[sunting | sunting sumber]Walaupun kebuk gelembung amat berjaya pada masa lalu, tetapi penggunaannya terhad dalam eksperimen moden tenaga amat tinggi disebabkan:
- Penggunaan pembacaan fotografi berbanding data elektronik tiga dimensi menyukarkan proses kajian, lebih-lebih lagi dalam eksperimen yang perlu diset semula, diulang dan dianalisis berkali-kali.
- Fasa adipanas harus tersedia tepat pada saat perlanggaran. Ini merumitkan pengesanan zarah hayat pendek.
- Kebuk gelembung tidak cukup besar untuk menganalisis perlanggaran tenaga tinggi, di mana semua produk harus dibendung dalam pengesan.
- Jejari lintasan zarah tenaga tinggi mungkin terlalu besar untuk diukur tepat dalam kebuk yang agak kecil, nescaya menghalang anggaran jitu momentum.
Disebabkan masalah ini, kebuk gelembung kebanyakannya digantikan dengan kebuk wayar, yang mampu mengukur tenaga zarah pada masa yang sama. Teknik alternatif lain adalah menggunakan kebuk percikan.
Contoh
[sunting | sunting sumber]- Kebuk Gelembung 30 cm (CERN)
- Kebuk Gelembung 81 cm Saclay
- Kebuk Gelembung 2 m (CERN)
- Kebuk Gelembung Infinitesimal Berne
- Bevatron, pemecut zarah dengan kebuk gelembung hidrogen cecair
- Kebuk Gelembung Eropah Besar
- Kebuk Gelembung Lexan Holografi
- Gargamelle, kebuk gelembung cecair berat beroperasi di CERN antara 1970 dan 1979.
- Kebuk Gelembung LExan
- PICO, kebuk gelembung freon cecair mencari jirim gelap
- SNOLAB
Rujukan
[sunting | sunting sumber]- ^ Donald A. Glaser (1952). "Some Effects of Ionizing Radiation on the Formation of Bubbles in Liquids". Physical Review. 87 (4): 665. Bibcode:1952PhRv...87..665G. doi:10.1103/PhysRev.87.665.
- ^ "The Nobel Prize in Physics 1960". The Nobel Foundation. Dicapai pada 2009-10-03.
- ^ Anne Pinckard (21 July 2006). "Front Seat to History: Summer Lecture Series Kicks Off – Invention and History of the Bubble Chamber". Berkeley Lab View Archive. Lawrence Berkeley National Laboratory. Dicapai pada 2009-10-03.
- ^ "1973: Neutral currents are revealed". CERN. Diarkibkan daripada yang asal pada 2010-11-16. Dicapai pada 2009-10-03.
- ^ "COUPP experiment – E961". COUPP. Dicapai pada 2009-10-03.
- ^ "The PICASSO experiment". PICASSO. Dicapai pada 2009-10-03.
- ^ "The PICO experiment". PICO. Dicapai pada 2016-02-22.
Pautan luaran
[sunting | sunting sumber]
Kategori berkenaan Kebuk gelembung di Wikimedia Commons- "A step-by-step tutorial on how to read bubble chamber pictures". CERN. Diarkibkan daripada yang asal pada 7 Mac 2012.
