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거품상자(bubble chamber)

작성일 2016-09-20
방사선이나 소립자 등 하전입자(荷電粒子)가 통과한 경로를 검출하는 장치. 하전입자가 불안정한 상태로 과열된 액체분자들과 부딪치면 기포가 생기는데, 이 기포를 사진으로 찍어 하전입자의 경로를 알아낸다. 과열상태에 있는 액체에 하전입자가 뛰어들면 그것으로 말미암아 비등(沸騰)이 시작되는 원리를 이용한 것이다. 불순물을 함유하지 않은 액체 수소 · 액체 헬륨 · 액체 프로판 등을 용기(容器)에 넣어 밀폐하고, 보통의 (1atm 아래서) 끓는점보다 약간 높은 온도로 유지하며 압력을 가해서 끓는 것을 억제한다. 이 상태에서 갑자기 압력을 낮추면 액체는 열역학적으로 불안정한 과열상태에 이르며 이때 이 액체 속을 고에너지의 하전입자가 통과하면 과열상태의 액체분자는 고속 하전입자와 충돌해서 국소적(局所的)으로 과열되며, 이것을 핵으로 하여 거품이 생긴다. 이 거품을 적당히 조명하여 사진으로 촬영해서 기록한다. 1952년 미국의 D. A. 글레이저가 고안한 것(그 당시에는 액체 에테르)이며 안개상자나 원자핵건판(乾版)과 더불어 가속기로부터의 고에너지 입자나 우주선에 의한 핵현상의 측정 등 고에너지 물리실험의 중요한 측정장치의 하나로 이용되고 있다. 안개상자에 비해 검출 액체가 입자 충돌의 표적으로서 밀도가 높고, 또 빨리 되풀이할 수 있어 실험시간을 절약할 수 있는 등 핵현상의 관측에 매우 효율적이다. 글레이저는 이것을 고안한 공적으로 60년에 노벨 물리학상을 받았다. 거품상자
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