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/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / fusion / 3243 < prev    next >
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Text File  |  1993-01-11  |  4.1 KB  |  66 lines
  1. Newsgroups: sci.physics.fusion
  2. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!saimiri.primate.wisc.edu!ames!pacbell.com!tandem!zorch!scott
  3. From: morrison@vxprix.cern.ch
  4. Subject: Bubble Chambers
  5. Message-ID: <9301111134.AA25044@dxmint.cern.ch>
  6. Sender: scott@zorch.SF-Bay.ORG (Scott Hazen Mueller)
  7. Organization: At Home; San Jose, CA USA
  8. Date: Mon, 11 Jan 1993 17:38:02 GMT
  9. Lines: 55
  10.  
  11.    Tom Droege raised the possibility that Terry's ideas could be tested by 
  12. looking at bubble chamber photographs where the liquid used was deuterium
  13. and he asked me for comments. I replied briefly to Tom privately - he found 
  14. it too brief, so sent him a second longer private message, hoping to end the 
  15. discussion. However Steve Jones raised the issue based on his own experience of
  16. bubble chambers and Terry has also mentioned the possiblility. Hence enclose
  17. a modified version (reference added) of what I sent to Tom.
  18.                                                Douglas R.O. Morrison.
  19.  
  20.  
  21. Dear Tom,                                                6 January 1993.
  22.          Yes, you are right, I did work on Bubble Chambers, starting when 
  23. I arrived in CERN where I spent the first four years building chambers.
  24. Have been busy with them since, though after the Fermilab 15-foot chamber 
  25. closed down have not done any running, but as spokesman for E632 am still 
  26. busy with the analysis which is now being done in Russia so will go there 
  27. in 10 days. There are no bubble chambers that I know of operating recently.
  28.       Let me try and explain better about bubble chambers.
  29. First you keep the chamber under pressure so that it cannot boil. Then you 
  30. release the pressure so that it wants to boil but does not know where. But if a
  31. charged particle passes, then it gives lots of low energy delta rays (electrons)
  32. along its path. As these electrons stop, they make many collisions which give 
  33. a local heating in a radius of about a micron. This is the nucleus that 
  34. starts the bubble. In a microsecond, the bubble centre is formed and and then
  35. the growth follows a (time) to the power one-half law as more liquid evaporates
  36. into the bubble. Essentially there is a competition between the surface 
  37. tension trying to crush the bubble and the evaporation of heated liquid. This
  38. is described by Seitz in an easy to remember reference - Physics of Fluids,
  39. Vol. 1 page 1. 
  40.     Suppose the maximum movement (ie expansion) of the piston is 100 units. It 
  41. is normally arranged that the particles enter at about 95 units and an equal 
  42. time after the lowest pressure, the flash is triggered and this is long enough 
  43. for the bubbles to be big enough to be photographed. This time is about 
  44. 1 to 10 milliseconds. Now suppose that the extraction of the beam from the 
  45. accelerator is not too good and some particles escape early and enter the 
  46. bubble chamber, say at 50 units. Then the chamber is not fully sensitive and 
  47. only a few of the delta rays will have enough concentrated energy to heat the 
  48. liquid locally to give a nucleus and then a bubble. Thus on these early
  49. tracks, there will be very few bubbles per cm. But since they have much longer 
  50. to grow before the flash, these bubbles will be bigger than the later ones.
  51. Often the chamber is not quite perfect and there are currents that will show
  52. as distortion on the early tracks. But there is another more striking effect.
  53. As these very early bubbles are bigger than the good beam ones, they will be 
  54. brighter. Now in almost all chambers it is not possible to illuminate all 
  55. the volume of the chamber efficiently. So very high or very low in the 
  56. chamber there are regions out of focus. If an track passes there, it will not 
  57. be seen or only very poorly - unless it is an early one that is very bright when
  58. it will appear as a broad diffuse track (especially if high and near the 
  59. cameras as in the 15-foot chamber). No doubt this is what you were remembering.
  60.    Another point, as you will have realised from my description, once the 
  61. chamber is recompressed, the energy from the stopping of the delta rays will 
  62. have been disappated long before it is possible to start a new cycle.
  63.    The conclusion is that it would not be profitable to study old bubble
  64. chamber photographs.
  65.  
  66.