اتاقک ابر

اتاقک ابر یا اتاقک ویلسون ( به انگلیسی: Cloud chamber یا Wilson chamber ) نوعی محفظه برای آشکارسازی ذرات پرتوهای یونیزان است.
این اختراع را به سال ۱۹۱۱ و به چارلز تامسون ریس ویلسون نسبت می دهند. [ ۱]
یک محفظه ابر شامل یک محیط مهر و موم شده حاوی بخار اشباع شده آب یا الکل است. یک ذره باردار پر انرژی ( به عنوان مثال، یک ذره آلفا یا بتا ) با ترکیب مخلوط گازها با ضربه زدن به الکترونها از طریق نیروهای الکترواستاتیک در طی برخورد، با دنبال کردن ذرات گاز یونیزه می شود. یونهای حاصل به عنوان مراکز تراکمی عمل می کنند که در صورت مخلوط گاز در نقطهٔ تراکم، یک دنبالهٔ کوچک از قطرات کوچک تشکیل می شود. این قطرات به عنوان یک مسیر «ابر» قابل مشاهده است که برای چند ثانیه ادامه می یابد در حالی که قطره ها از طریق بخار سقوط می کنند. این آهنگ ها دارای اشکال خاص است. به عنوان مثال، یک قطعه ذرات آلفا ضخیم و مستقیم است، در حالی که یک مسیر الکترونی است و نشان می دهد شواهد بیشتری از انحراف های برخورد.
اتاق های ابر نقش مهمی در فیزیک ذرات تجربی از دهه ۱۹۲۰ تا ۱۹۵۰ تا زمان ظهور اتاقک حباب ایفا کردند. به طور خاص، کشف پوزیترون در سال ۱۹۳۲ ( نگاه کنید به شکل ۱ ) و موئون در سال ۱۹۳۶، هر دو توسط کارل اندرسون ( جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۳۶ ) ، از اتاق های ابر استفاده می کردند. کشف کوهن توسط جورج روچستر و کلیفورد توسط چارلز باتلر در سال ۱۹۴۷ نیز با استفاده از یک اتاق ابر به عنوان آشکارساز ساخته شد. . در هر مورد، اشعه های کیهانی منبع رادیویی یونیزه بودند.
چارلز تامسون ریس ویلسون ( ۱۸۶۹–۱۹۵۹ ) ، یک فیزیکدان اسکاتلندی، با اختراع اتاق ابر به حساب می آید. او با الهام از مشاهدات ناخودآگاه بروکن در هنگام کار بر روی اجلاس بن نویس در سال ۱۸۹۴، شروع به توسعه اتاق های توسعه برای مطالعه ساخت ابر و پدیده های نوری در هوای مرطوب کرد. به سرعت او کشف کرد که یون ها می توانند به عنوان مراکز تشکیل قطرات آب در چنین اتاق هایی عمل کنند. او از این کشف پیگیری کرد و اولین اتاق ابر را در سال ۱۹۱۱ تکمیل کرد. در داخل محفظه اصلی ویلسون، هوا داخل دستگاه مهر و موم شده با بخار آب اشباع شد، سپس دیافراگم برای گسترش هوا داخل اتاق ( گسترش آدیاباتیک ) ، خنک سازی هوا و شروع به بخار آب کن از این رو استفاده از نام ابر انبساط گسترش یافته است. هنگامی که یک ذره یونیزه از طریق محفظه عبور می کند، بخار آب روی یون های حاصل از آن تلفیق می شود و دنباله ذره در ابر بخار قابل مشاهده است. ویلسون، همراه آرتور کامپتون، جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۲۷ را برای کار خود در اتاق ابر دریافت کرد. این نوع اتاق نیز یکاتاق پالس نامیده می شود، زیرا شرایط عملیاتی به طور مداوم حفظ نمی شود. تحولات بیشتر توسط پاتریک بلک اند ساخته شده است که از بهار قوی برای گسترش و فشرده سازی اتاق بسیار سریع استفاده می شود و باعث می شود که محفظه حساس به ذرات چندین بار در ثانیه باشد. برای ضبط تصاویر استفاده از فیلم سینمایی استفاده شد.

اتاقک ابر (cloud chamber)
وسیله ای برای ردیابی ذرات یونیده. امروزه منسوخ شده است. این وسیله از محفظه ای مجهز به پیستون تشکیل می شود که فضای داخلی آن را هوا یا گاز دیگری پرمی کند که از بخار آب اشباع شده است. هنگامی که حجم داخلی محفظه، براثر بیرون کشیدن پیستون، ناگهان منبسط می شود، بخار آب درون محفظه سرد می شود و ابری از قطرات ریز هرگونه هسته، گردوغبار، یا یون موجود در محفظه را فرا می گیرد. ذرات یوننده ای که با سرعت زیاد در حال حرکت اند، هنگام برخورد با مولکول های گاز یا هوا، در مسیرهای مرئی ظاهر می شوند. با استفاده از عکس هایی که از این مسیرها برداشته اند، اطلاعات فراوانی از برهم کنش این ذرات با تابش به دست آورده اند. این روش آشکارسازی، با استفاده از هلیوم یا هیدروژن مایع به جای هوا یا گاز، و با کاربرد اتاقک جرقه۱ بهبود یافته است (← آشکارساز_ذرات). اتاقک ابر را چارلز تامسون ریس ویلسون۲ (۱۸۶۹ـ۱۹۵۹) در دانشگاه کیمبریج ابداع کرد (۱۸۹۷).