прибор для наблюдения и регистрации траекторий (треков) заряженных частиц. Широко используется для исследования ядерных частиц, ядерных реакций (См. Ядерные реакции), элементарных частиц (См. Элементарные частицы) и космических лучей (См. Космические лучи). В простейшем варианте И. к. представляет собой две плоскопараллельные пластины - электроды, пространство между которыми заполнено газом (чаще Не, Ne или их смесью). Площадь пластин от десятков см² до нескольких м². Одновременно с прохождением частицы или с некоторым запозданием (Искровая камера 1 мксек) на электроды И. к. подаётся от импульсного генератора короткий (10-100 нсек) высоковольтный импульс напряжения. В рабочем объёме И. к. создаётся сильное электрическое поле (5-20 кв/см). Импульс подаётся по сигналу системы детекторов (сцинтилляционные детекторы, черенковские счётчики (См. Черенковский счётчик) и т. п.), выделяющих исследуемое событие. Электроны, возникшие вдоль траектории частицы в процессе ионизации атомов газа, ускоряются полем, ионизуют и возбуждают атомы газа (ударная Ионизация). В результате на очень коротком пути образуются электронно-фотонные лавины, которые в зависимости от амплитуды и длительности импульса либо перерастают в видимый глазом Искровой разряд, либо создают в газе локально светящиеся области небольшого объёма.

Узкозазорная И. к. (расстояние между электродами Искровая камера1 см) обычно состоит из большого числа одинаковых искровых промежутков. Искровые разряды распространяются перпендикулярно электродам (рис. 1). Цепочка искр даёт направление траектории (рис. 2).

В трековой И. к. (расстояние между электродами 3-50 см) искровой разряд точно следует в направлении траектории частицы. Электронно-фотонные лавины, развивающиеся от первичных электронов, в этом случае сливаются в узкий светящийся канал, идущий вдоль трека.

В стримерной И. к. (расстояние между электродами Искровая камера 5-20 см) лавины от электронов на треке развиваются независимо друг от друга и сопровождаются локальным свечением газа. При кратковременном импульсе (Искровая камера10 нсек) напряжения между электродами И. к. удаётся получить достаточно яркие для фотографирования светящиеся каналы - стримеры, длиной от 3 до 10 мм (рис. 3а, 3б).

И. к. позволяет, помимо траектории, в ряде случаев определять ионизующую способность частиц. Помещенная в магнитное поле И. к. служит для определения импульсов частиц по кривизне их траекторий (рис. 2). И. к. могут работать при очень интенсивных потоках заряженных частиц на ускорителях, так как время их памяти (время сохранения в объёме газа электронов ионизации) может быть уменьшено до 1 мксек. С другой стороны, И. к. способны работать с большой частотой, так как их мёртвое время (время восстановления камеры после срабатывания) составляет всего несколько мсек.

Кроме фотографирования, в И. к. широко применяют другие методы съёма информации, позволяющие, в частности, передавать данные с И. к. непосредственно на электронные вычислительные машины (ЭВМ) и автоматически их обрабатывать. Например, в проволочных И. к., имеющих электроды в виде ряда тонких нитей, расположенных на расстоянии Искровая камера 1 мм друг от друга, появление искры сопровождается разрядным током в близлежащей нити; эта информация позволяет определить координаты искры и может быть передана непосредственно на ЭВМ.

В акустических И. к. с помощью установленных вне зазора пьезокристаллов улавливают ударную волну (См. Ударная волна) в газе, возникающую в момент искрового пробоя. Интервал времени между появлением искры и сигналом в пьезокристалле позволяет определить расстояние искры от кристалла, т. е. координаты искры. Здесь также часто осуществляют непосредственную связь пьезодатчиков с ЭВМ.

Лит.: Искровая камера, М., 1967; Калашникова В. И., Козодаев М. С., Детекторы элементарных частиц, М., 1966 (Экспериментальные методы ядерной физики, [ч. 1]).

М. И. Дайон.

Рис. 1. Схема узкозазорной искровой камеры (слева).

Рис. 2. Трек частицы в узкозазорной искровой камере (справа).

Рис. 3a. Следы частиц в стримерной искровой камере.

Рис. 3б. Следы частиц в стримерной искровой камере.

прибор для наблюдения следов заряженных частиц, созданный Ч. Вильсоном в 1912. Действие В. к. основано на явлении конденсации пересыщенного пара, т. e. на образовании мелких капелек жидкости на каких-либо центрах конденсации, например на ионах, образующихся вдоль следа быстрой заряженной частицы. Капельки достигают видимых размеров и могут быть сфотографированы. Исследуемые частицы могут либо испускаться помещаемым внутри камеры источником, либо попадать в камеру извне через прозрачное для них окно. В. к. обычно помещают в магнитное поле. Природу и свойства исследуемых частиц можно установить по величине пробега и импульса частиц. Величина импульса измеряется по искривлению следов частиц под действием магнитного поля.

Для исследования частиц с малой энергией камеры заполняют газом при давлении меньше атмосферного; для исследования частиц высоких энергий камеру наполняют газом до давлений в десятки атм. Широко варьируются размеры и форма камер, материалы их стенок. На рис. 1 и 2 приведены снимки ядерных процессов, наблюдавшихся при помощи В. к.

В. к. сыграла важную роль в изучении строения вещества. На протяжении нескольких десятилетий метод В. к. был практически единственным визуальным методом регистрации ядерных излучений. Однако в последние годы В. к. уступила место пузырьковым камерам (См. Пузырьковая камера) и искровым камерам (См. Искровая камера).

Лит.: Принципы и методы регистрации элементарных частиц, пер. с англ., М., 1963.

Е. М. Лейкин.

Рис. 1. Ядерная реакция ¹⁴N (․α, р) ¹⁷О, зарегистрированная в камере Вильсона. На снимке видны следы бомбардирующих ․α-частиц (линии, направленные снизу вверх), а также образующие вилку следы продуктов реакции - протона и ядра ¹⁷О.

Образование пары позитрон-электрон в камере Вильсона. Видны следы позитрона и электрона, образовавшихся при взаимодействии γ-кванта (не оставляющего видимого следа) с ядром свинца в свинцовом экране, перегораживающем камеру.

прибор, в котором можно наблюдать видимые следы (треки) заряженных частиц. Как и в Вильсона камере (См. Вильсона камера), треки в Д. к. создаются каплями жидкости в пересыщенном паре, а центрами конденсации являются ионы, образующиеся вдоль траектории заряженной частицы. Пересыщение газа в Д. к. достигается за счёт непрерывного потока пара от более горячей поверхности у крышки камеры к холодной поверхности у её дна. В отличие от камеры Вильсона, в Д. к. пересыщение существует постоянно, поэтому Д. к. чувствительна к ионизирующим частицам непрерывно. Д. к. впервые осуществлена американским физиком А. Лангсдорфом в 1936.

Металлическое дно камеры, заполненной газом, охлаждается твёрдой углекислотой до температуры - 60-70°С (рис.). Вследствие теплопроводности газа и конвективного теплообмена между газом и стенками камеры в камере устанавливается большой перепад температуры по высоте. Верхняя часть камеры заполняется парами метилового спирта с упругостью, близкой к насыщению (при температуре от 10 до 20°С). Пары спирта диффундируют вниз и конденсируются на дне камеры. Т. к. температура газа в области, прилегающей ко дну камеры, значительно ниже, чем температура у крышки, внизу образуется слой с пересыщением парами спирта, в котором формируются треки частиц. Высота чувствительного к ионизирующим частицам слоя в Д. к. достигает 50-70 мм. Чёткие следы частиц в Д. к. образуются при температурных перепадах в чувствительном слое Диффузионная камера 50-10 град/см.

Д. к. высокого давления наполняют водородом до 3-4 Мн/м² (30-40 атм.) и гелием до 20 Мн/м² (20 атм.). Они применяются для изучения процессов взаимодействия частиц высокой энергии с ядрами водорода, дейтерия и гелия. Помещая Д. к. в магнитное поле (Диффузионная камера10-20000 э), можно с большой точностью измерять импульсы частиц. С помощью Д. к. было исследовано образования пи-мезонов (См. Пи-мезоны) при столкновениях протонов, нейтронов и других частиц с ядрами водорода и гелия; наблюдалось парное рождение лямбда-Гиперионов с К-мезонами (См. К-мезоны) при соударениях π-мезонов с протонами и др.

Лит.: Ляпидевский В. К., Диффузионная камера, "Успехи физических наук", 1958, т. 66, в. 1.

Рис. Схема диффузионной камеры: 1 - верхнее стекло; 2 - металлическое корытце с метиловым спиртом 9; 3 - стеклянный цилиндр (боковая поверхность камеры); 4 - металлическое дно камеры, охлаждаемой твёрдой углекислотой 5; 6 - поршень из термоизолирующего материала; 7 - сжатая пружина; 8 - параболическое зеркало; 10 - фотоаппарат; 11 - металлическое кольцо с редкой сеткой из тонкой проволоки для создания очищающего от ионов электрического поля; S - источник света.