スパークチャンバー

スパークチャンバーは粒子検出器です。粒子物理学で電荷を帯びた粒子を検出するために使用される装置です。1930 年代から 1960 年代にかけて研究ツールとして最も広く使用されていましたが、その後、ドリフトチャンバーやシリコン検出器などの他の技術に取って代わられました。現在、稼働中のスパークチャンバーは主に科学博物館や教育機関で見られ、粒子物理学や天体物理学の側面を実証するために使用されています。

スパークチェンバーは、ヘリウム、ネオン、またはこれらの混合物などのガスで満たされた密閉されたボックス内に置かれた積み重ねられた金属プレートで構成されています。宇宙線の荷電粒子がボックスを通過すると、プレート間のガスがイオン化されます。通常、このイオン化は目に見えません。ただし、イオン化が消える前に隣接するプレートのペアごとに十分な高電圧を印加できれば、放射線の軌跡に沿ってスパークを形成でき、宇宙線は事実上、スパークの線として目に見えるようになります。この電圧をいつ印加するかを制御するには、別の検出器 (ボックスの上下に配置された 1 組のシンチレータを含むことが多い) が必要です。このトリガーは、宇宙線が通過したことを感知すると、高速スイッチを作動させて高電圧をプレートに接続します。高電圧をプレートに恒久的に接続するとアーク形成と連続放電が発生するため、高電圧をプレートに恒久的に接続することができません。

研究用デバイスとして、スパークチャンバー検出器はバブルチャンバー検出器よりも解像度が低くなります。ただし、補助検出器の助けを借りて選択性を高めることができるため、非常にまれなイベントの検索に役立ちます。

関連デバイス

ストリーマチャンバーは、スパークチャンバーと密接に関係する検出器の一種です。スパークチャンバーでは、平行プレートのスタックを真横から観察します。このため、粒子がプレートに垂直に入射したときに最もよく見えます。対照的に、ストリーマチャンバーには通常 2 枚のプレートのみがあり、そのうちの少なくとも 1 枚は透明です (例: 金網または導電性ガラス)。粒子は、これらのプレートの平面とほぼ平行に入射します。スパークチャンバーよりもはるかに短い高電圧パルスが使用されるため、スパークが形成される時間が不十分です。代わりに、非常に暗いイオン化ガスのストリーマが形成されます。これらは、画像強調を適用すると見ることができます。

参照

外部リンク

ケンブリッジ大学スパークチェンバーズ
スパークチャンバープロジェクト - マギル大学
「スパークチャンバーはどのように機能しますか?」 - 2011 年王立協会夏季科学博覧会の出展者より。
「スパークチャンバーはどのように機能するのか？」 - バーミンガム大学
蒸し器室で撮影されたストリーマーの鮮明画像