物理学

泡箱の原理と歴史

泡箱の原理と歴史
荷電粒子を高精度で観測するために開発された泡箱の基本原理と歴史的背景について解説します。

📌 主なポイント

  • ✓泡箱は1952年にアメリカの物理学者ドナルド・グレーザーによって発明された。
  • ✓発明者のドナルド・グレーザーは1960年度のノーベル物理学賞を受賞している。
  • ✓過熱状態の液体を満たした空間を通過する荷電粒子の軌跡を気泡として観測する。

泡箱(あわばこ、英語: bubble chamber)は、素粒子物理学の実験において荷電粒子の軌跡を観測するために用いられた検出器である。1952年にアメリカの物理学者ドナルド・グレーザーによって発明された。グレーザーはこの業績により、1960年度のノーベル物理学賞を受賞している。

泡箱の全体像を示す歴史的な写真(1954年撮影)
泡箱(1954年)

基本的な原理は霧箱に類似しており、過熱状態に置かれた透明な液体(主に冷却された液体水素など)を満たした空間を荷電粒子が通過する。粒子が通過した軌跡に沿って液体が気化し、微小な気泡の列として観測される仕組みとなっている。

泡箱の内部構造を示す図面
泡箱の構造

よくある質問

泡箱とはどのような装置ですか?
過熱状態の液体を満たし、内部を通過する荷電粒子の軌跡を気泡として可視化・観測するための装置です。
泡箱を発明したのは誰ですか?
アメリカの物理学者であるドナルド・グレーザーによって1952年に発明されました。

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参考文献

  • D. A. グレーザー 「現代物理学の歩み 泡箱、原題:The Bubble Chamber(SCIENTIFIC AMERICAN February 1955)」 『日経サイエンス』 2012年11月。
  • Donald A. Glaser (1952). “Some Effects of Ionizing Radiation on the Formation of Bubbles in Liquids”. Physical Review 87 (4): 665.
  • “The Nobel Prize in Physics 1960”. The Nobel Foundation.