Cos'è una camera di bolle?
Una camera a bolle è un dispositivo utilizzato in fisica per rilevare particelle cariche.Fu inventato da Donald Glaser nel 1952 e successivamente fu assegnato il premio Nobel per la sua invenzione.Sebbene una volta il modo prevalente di rilevare particelle, la camera delle bolle attualmente non è frequentemente utilizzata, in gran parte a causa di alcuni svantaggi che diventano evidenti quando si tratta di particelle di energia estremamente elevata.
Il principio dietro la camera delle bolle, e in effetti la maggior parte delle particelleDetector, è abbastanza semplice.Può essere considerato analogo a guardare il cielo per i sentieri lasciati alle spalle dagli aeroplani.Anche se una striscia di getto di così rapidamente non ti accorgi, vedrai il suo percorso per un po 'di tempo, permettendoti di ricostruire il percorso che ha preso.Una camera di bolle funziona lungo un principio simile, con particelle che lasciano una scia di bolle che possono essere fotografate.
La camera stessa è piena di una sorta di idrogeno liquido trasparente e instabile, spesso surriscaldato.Il liquido viene reso surriscaldato mantenendolo sotto pressione e rilasciandolo leggermente al momento in cui vengono introdotte le particelle.Mentre le particelle cariche si fanno strada attraverso la camera, fanno bollire il liquido mentre passano, creando una scia di bolle.Le particelle stesse impiegano solo pochi nanosecondi per passare attraverso la camera, ma le bolle impiegano milioni di volte più a lungo per espandersi, in genere prendendo circa 10 ms.A quel tempo, le fotografie possono essere scattate da vari angoli, creando una rappresentazione tridimensionale del percorso delle particelle.
Le bolle vengono quindi eliminate pressurizzando la camera e la procedura viene ripetuta con il prossimo lotto di particelle.Ogni serie di fotografie è scattata in quello che potremmo considerare un breve periodo di tempo, che richiede solo pochi secondi ciascuno, ma questo è in realtà piuttosto lungo per gli standard scientifici.I rilevatori moderni sono in grado di eseguire l'intera procedura in millisecondi, consentendo di documentare centinaia o migliaia di esplosioni di particelle in pochi secondi.I rilevatori moderni catturano anche le immagini digitalmente, rendendole più facili da analizzare e archiviare.
Di conseguenza, la camera di bolle viene raramente utilizzata nel rilevamento moderno delle particelle.Un altro problema è che poiché le camere di bolle sono abbastanza piccole, non sono anche incapaci di documentare correttamente le collisioni di particelle ad alta energia, riducendo ulteriormente la loro utilità negli esperimenti moderni.Infine, il punto in cui il liquido diventa surriscaldato deve coincidere esattamente con quando le particelle istantanee si colpiscono a vicenda, il che può essere quasi impossibile da coordinarsi con particelle che hanno una durata estremamente corta.
Nonostante la loro relativa obsolescenza, le immagini daLe camere di bolle sono ancora abbastanza utili per scopi di insegnamento.Poiché sono fotografie di percorsi fisici, sono generalmente molto più facili da comprendere rispetto alle descrizioni più complesse di interazioni o di altri dati astratti.Gli studenti possono guardare un'immagine catturata da una pista da bolla e vedere esattamente le interazioni di varie particelle e come le particelle decadono durante il loro tempo nella camera.Per questi motivi, sebbene non ampiamente utilizzati nella ricerca all'avanguardia, le camere a bolle continuano a vedere alcuni laboratori universitari e le fotografie scattate storicamente sono spesso viste nei libri di testo.