Видна ли кривизна альфа-частицы в магнитном поле с помощью самодельной камеры Вильсона?

Я пытаюсь сделать некоторые расчеты, чтобы понять, насколько сильным должен быть магнит, чтобы искривление было заметно в элементарной камере Вильсона со свинцом-210 в качестве источника альфа-частиц. Я предполагаю, что это должно быть огромным, но я не могу успешно выполнить расчеты обратного конверта. Начиная с тензорного выражения:

г 2 Икс мю г т 2 "=" д м Ф ν мю г Икс ν г т
и расширяя с помощью соотношения г т "=" г т γ , Я нахожу:
д м Ф ν мю г Икс ν г т "=" γ Икс ¨ мю + Икс ˙ мю г г т γ
Предполагая, что электрическое поле равно нулю, работа не совершается, поэтому г γ г т =0, это дает в векторной форме (ноль с т компонент):
γ − 1 д м Икс → ˙ × Б → "=" Икс → ¨

Подставляем числа: масса примерно в четыре раза больше массы протона, заряд в два раза больше, чем у протона, и энергия, выделяемая свинцом 210 при альфа-распаде. 3792 кэВ , я нахожу, что испускаемые частицы имеют скорость около 1 20 с , и я получаю ускорение порядка 10 15 в поле 1 тесла и вычислив в 2 / а радиус кривизны дает мне радиус 0,28 метра.

Я скептически отношусь к своему результату, потому что он кажется отличным, но я не видел никаких изображений или историй о том, как это пытались сделать с помощью самодельной камеры Вильсона и неодимового магнита. Является ли этот результат правильным? Я что-то не учитываю? Было бы обидно поставить эксперимент и не увидеть результата!

(Я могу опубликовать код Mathematica, используемый для запроса этих значений и расчета всего, по запросу.)

Я не уверен насчет кривизны, но вы определенно можете наблюдать альфа-треки в самодельных камерах Вильсона, и их определенно стоит построить. После этого вставить магнит несложно, а если не гнутся - ну не гнутся.

Ответы (2)

получить магнит 1T размером, сравнимым с ожидаемым радиусом кривизны заряженных частиц, непомерно дорого. если предположить, что стоимость не является проблемой, у вас все равно возникнут проблемы с поиском такого размера. 6-дюймовый диск Nd стоит 800 долларов — с таким «маленьким» магнитом вы могли бы обнаружить некоторую кривизну в следах облаков, если повезет.

если бы вы попытались построить соленоид, вам все равно потребовалось бы несколько тысяч витков провода на 10 ампер...

Создание силового электромагнита Теслы также является сложной задачей машиностроения. Вычислите силы между полюсами этого щенка. Эти вещи должны быть массивными, и если они сломаются под нагрузкой, это будет очень опасно.
У меня есть друг с таким неодимовым магнитом, и я планировал использовать Mathematica, чтобы попытаться получить хороший дистрибутив после нескольких тысяч треков. Я все еще настроен скептически, но я думаю, что единственное, что сейчас можно сделать, это попробовать!
@NeuroFuzzy убедитесь, что вы выложили все это на YouTube!
@gregsan Конечно! Еще одна вещь, которая беспокоит, эта ссылка: wiki.answers.com/Q/… говорит, что Резерфорд сделал это в вакуумной камере . Я не могу найти в Интернете, захватывают ли альфа-частицы электроны в атмосфере или нет, прежде чем они остановятся.
@NeuroFuzzy Они просто останавливаются на очень коротких дистанциях. В большинстве случаев несколько сантиметров. Вытягивание частичного вакуума может растянуть это. Это происходит в основном как поверхностная массовая плотность (объемная плотность, умноженная на длину пути). Так что, если вы откачаете примерно до 100 торр, вы можете получить несколько десятков см. 10 tor дает вам несколько метров пути. Поскольку я предполагаю, что вы планируете камеру со стороной всего в несколько десятков см, вам не нужен действительно сильный вакуум.

По крайней мере, я пробовал с расширительной камерой Вильсона. Это не работает, даже когда альфа проходит прямо над неодимовым магнитом.

П. Капица сделал это в 1924 г., но с плотностью магнитного потока, близкой к 4 Тл.

вы можете прочитать полную статью здесь:

https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rspa.1924.0090

Видна ли кривизна альфа-частицы в магнитном поле с помощью самодельной камеры Вильсона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v