Камера Вильсона: треки элементарных частиц

Камера Вильсона — прибор для наблюдения треков заряженных частиц. Частица ионизирует пересыщенный пар, и вдоль её пути образуется трек из капелек. В магнитном поле треки искривляются — по радиусу кривизны определяют импульс частицы.

🔴 Альфа-частица (α) 2p + 2n
Тяжёлая, короткий толстый трек
v ≈ 0.000
Готово к испусканию
🔵 Бета-частица (β) электрон
Лёгкая, длинный извилистый трек
v ≈ 0.000
Готово к испусканию
🟢 Мюон (μ) μ⁻
Промежуточная, длинный прямой трек
v ≈ 0.000
Готово к испусканию
Альфа-частица — короткий толстый трек
Бета-частица — длинный извилистый трек
Мюон — длинный прямой трек
💡 В магнитном поле треки искривляются: F = qvB

📚 Что такое камера Вильсона?

Камера Вильсона — прибор для регистрации треков заряженных частиц. Внутри — пересыщенный пар (спирт или вода). Частица ионизирует молекулы, на ионах конденсируется пар, образуя видимый трек из капелек.

🔬 Типы частиц

ЧастицаЗарядТрек
Альфа (α)+2Короткий, толстый
Бета (β)−1Длинный, извилистый
Мюон (μ)−1Длинный, прямой
Протон (p)+1Короткий, плотный

🧲 Магнитное поле

В магнитном поле на частицу действует сила Лоренца: F = qvB.

Радиус кривизны трека: r = mv / (qB). Чем больше импульс — тем меньше кривизна.

⚡ Почему треки разные?

  • Альфа — тяжёлая, быстро теряет энергию → короткий трек
  • Бета — лёгкая, рассеивается → извилистый трек
  • Мюон — тяжёлый, слабо взаимодействует → длинный прямой трек

💥 Распады и рождение пар

Если частица распадается в камере — трек раздваивается («вилка»). Фотон высокой энергии может родить электрон-позитронную пару — из одной точки выходят два трека.

💡 Как пользоваться

  • Меняйте магнитное поле — треки искривляются
  • Меняйте энергию — длина трека растёт
  • Включите «Авто-испускание» — частицы летят сами
  • Нажмите «Пауза», чтобы рассмотреть момент