乳膠室是一種用于高能物理實驗的重要探測器，其基本構(gòu)造由層層鉛板（或鐵板）與感光層交替疊合組成。
結(jié)構(gòu)原理
乳膠室的基本構(gòu)造是在一層層鉛板（或鐵板）之間夾入感光層。感光層是由特殊袋裝的不同感光度的X射線軟片和天然橡膠片組成的，這些組件經(jīng)過真空密封處理。當(dāng)高能γ射線（或電子）進(jìn)入乳膠室時，它們會在鉛板中產(chǎn)生電磁級聯(lián)簇射并迅速發(fā)展。這些簇射通過感光層時會在X射線片上形成不同的黑斑，并且在相應(yīng)的乳膠片上會留下一束簇射電子徑跡。電子徑跡的分布密度取決于簇射的能量和穿過物質(zhì)層（鉛）的深度，因此可以通過數(shù)出各感光層中電子的徑跡密度來推斷簇射的能量。此外，測量簇射在各層中的位置也可以得知簇射所來自的方向。在實際測量中，通常會首先建立X射線片的黑度與電子密度之間的關(guān)系曲線，然后只需測量X射線片上黑斑的黑度和位置即可獲得簇射的能量和方向。
發(fā)展歷史
最初的乳膠室于1952年由美國科學(xué)家M.F.卡普隆等人使用銅板制造，被稱為氣球乳膠室。然而，由于底片必須借助顯微鏡觀測，因此測量速度較慢。1957年，日本科學(xué)家西村純采用了含有X射線片的乳膠室，使得無需借助儀器就可以直接用肉眼觀測底片，大大提高了測量速度。1968年后，隨著顯微密度計的普及，人們開始使用這種方法來測量簇射黑斑的黑度，從而確定能量。乳膠室的規(guī)模也隨之?dāng)U大至數(shù)百平方米。目前，乳膠室不僅包括小型精密設(shè)備，還被廣泛應(yīng)用于尋找新粒子、觀測初級宇宙線成分以及研究宇宙線超高能核作用等領(lǐng)域。世界各地建立了多個高山乳膠室基地，如中國甘巴拉山（海拔5500米）、日本富士山（海拔3760米）、蘇聯(lián)帕米爾高原（海拔4370米）以及日本與巴西在玻利維亞合作的恰卡兒塔亞山（海拔5200米）等地。
應(yīng)用價值
乳膠室具有較高的分辨率和快速便捷的觀測方法，能夠觀測TeV（10^12 eV）能量以上的簇射，甚至包括強(qiáng)子在乳膠室中產(chǎn)生的噴注。由于其構(gòu)造簡單，易于大規(guī)模建設(shè)，因此在高山上建造的高山乳膠室主要用于觀測宇宙線超高能核作用的相關(guān)現(xiàn)象，如γ射線族、強(qiáng)子族的性質(zhì)，雙芯、多芯等族的大橫動量現(xiàn)象，以及一些奇異的超高能現(xiàn)象。乳膠室在預(yù)測加速器能量尚未達(dá)到的能區(qū)中的情況方面非常有效，對于宇宙線超高能核作用的研究有著重要的貢獻(xiàn)。
參考資料 >
中國宇宙線乳膠室獲取的特殊事例.中國宇宙線乳膠室獲取的特殊事例.2024-11-11
1978年8月，高能所建立了世界上海拔最高的乳膠室|今日高能.微信公眾平臺.2024-11-11
乳膠室探測器空間觀測高能電子及伽瑪射線.豆丁網(wǎng).2024-11-11