乳胶室

乳胶室是一种用于高能物理实验的重要探测器，其基本构造由层层铅板（或铁板）与感光层交替叠合组成。

结构原理

乳胶室的基本构造是在一层层铅板（或铁板）之间夹入感光层。感光层是由特殊袋装的不同感光度的X射线软片和天然橡胶片组成的，这些组件经过真空密封处理。当高能γ射线（或电子）进入乳胶室时，它们会在铅板中产生电磁级联簇射并迅速发展。这些簇射通过感光层时会在X射线片上形成不同的黑斑，并且在相应的乳胶片上会留下一束簇射电子径迹。电子径迹的分布密度取决于簇射的能量和穿过物质层（铅）的深度，因此可以通过数出各感光层中电子的径迹密度来推断簇射的能量。此外，测量簇射在各层中的位置也可以得知簇射所来自的方向。在实际测量中，通常会首先建立X射线片的黑度与电子密度之间的关系曲线，然后只需测量X射线片上黑斑的黑度和位置即可获得簇射的能量和方向。

发展历史

最初的乳胶室于1952年由美国科学家M.F.卡普隆等人使用铜板制造，被称为气球乳胶室。然而，由于底片必须借助显微镜观测，因此测量速度较慢。1957年，日本科学家西村纯采用了含有X射线片的乳胶室，使得无需借助仪器就可以直接用肉眼观测底片，大大提高了测量速度。1968年后，随着显微密度计的普及，人们开始使用这种方法来测量簇射黑斑的黑度，从而确定能量。乳胶室的规模也随之扩大至数百平方米。目前，乳胶室不仅包括小型精密设备，还被广泛应用于寻找新粒子、观测初级宇宙线成分以及研究宇宙线超高能核作用等领域。世界各地建立了多个高山乳胶室基地，如中国甘巴拉山（海拔5500米）、日本富士山（海拔3760米）、苏联帕米尔高原（海拔4370米）以及日本与巴西在玻利维亚合作的恰卡儿塔亚山（海拔5200米）等地。

应用价值

乳胶室具有较高的分辨率和快速便捷的观测方法，能够观测TeV（10^12 eV）能量以上的簇射，甚至包括强子在乳胶室中产生的喷注。由于其构造简单，易于大规模建设，因此在高山上建造的高山乳胶室主要用于观测宇宙线超高能核作用的相关现象，如γ射线族、强子族的性质，双芯、多芯等族的大横动量现象，以及一些奇异的超高能现象。乳胶室在预测加速器能量尚未达到的能区中的情况方面非常有效，对于宇宙线超高能核作用的研究有着重要的贡献。

参考资料

中国宇宙线乳胶室获取的特殊事例.中国宇宙线乳胶室获取的特殊事例.2024-11-11

1978年8月，高能所建立了世界上海拔最高的乳胶室|今日高能.微信公众平台.2024-11-11

乳胶室探测器空间观测高能电子及伽玛射线.豆丁网.2024-11-11