Метод эмульсионных трековых детекторов (ЭТД) уже более 60 лет активно используется в экспериментальной физике и до сих пор не превзойден по точности измерения траекторий элементарных частиц. Совершенно новые перспективы его применения открывает работа международных коллабораций с участием российских ученых, в том числе, сотрудников Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»).

Принцип работы и история.

Способ действия метода ЭТД можно описать так: заряженная частица, пролетая сквозь толщу эмульсии, «активирует» вдоль своего пути кристаллы бромистого серебра, которые в процессе проявки превращаются в наночастицы («зерна») металлического серебра.

Впервые этот метод применил в ядерной физике Антуан Беккерель, который в 1896 году обнаружил радиоактивность солей урана по вызываемому ими почернению фотопластинки.

Всеобщее признание метод ЭТД получил после открытия π-мезона в 1947 году. Он помог сделать важнейшие открытия в физике элементарных частиц: обнаружение ядерных взаимодействий π⁻- и К⁻-мезонов, оценку времени жизни π⁰-мезона (10⁻¹⁶ с), обнаружение распада К-мезона на три пиона, первое наблюдение «очарованных» частиц и распадов «прелестных» частиц в «очарованные», первое наблюдение рождения «очарованных» частиц в нейтринных взаимодействиях.

Существенная проблема метода ЭТД — трудоемкость измерения при помощи оптических микроскопов координат наночастиц, образующих трек частицы. Десятки лет эти изменения проводились вручную. Автоматизация процесса с помощью роботизированных микроскопов позволилa исключить тяжелый человеческий труд и сделала возможными прорывные применения метода ЭТД в экспериментах DONUT и OPERA.

0 читать дальше