Cos'è un bolometro?
Un bolometro è uno strumento utilizzato per rilevare e misurare le quantità minime di radiazione elettromagnetica.Chiamati anche equilibri actinici, i bolometri misurano le radiazioni elettromagnetiche nelle sue varie forme, dalle onde radio alle radiazioni ultraviolette e ai raggi gamma.Il principio operativo del bolometro è stato anche adattato per l'uso in fisica e rilevamento delle particelle.
Inventato dall'astronomo americano Samuel Pierpont Langley alla fine del secolo, il primo bolometro è stato usato in combinazione con un telescopio a misurare la radiazione infrarossa, vale a dire la luna.Il prototipo era di base nel design.Consisteva in due camere dotate di strisce di platino che formavano un ponte di grano collegato a un galvanometro e una batteria.Le strisce coperte di fuliggine, formando il ponte, sono state disposte in modo tale che uno fosse lasciato esposto mentre l'altro era protetto dall'esposizione alle radiazioni.La temperatura delle strisce esposte aumenterebbe quando è entrata in contatto con le radiazioni elettromagnetiche, alterando la sua resistenza elettrica e creando essenzialmente un sensore di temperatura.
Un bolometro a elettrone freddo (CEB) è un dispositivo altamente sensibile che rileva le radiazioni cosmologiche.La giunzione del tunnel di metallo superconduttore-insulatore-normali (Sin) è ciò che lo distingue dagli altri bolometri, perché la sua perdita di energia è usata per raffreddare l'assorbitore.Un bolometro a elettrone caldo (HEB) è un dispositivo utilizzato per misurare le radiazioni sub-millimetro e infrarosso che non possono essere misurate dal bolometro dell'elettrone freddo.
Un microbolometro è un tipo di bolometro adattato per funzionare come rivelatore a infrarossi in una fotocamera termica, comunemente noto come una fotocamera a infrarossi (FLIR) lungimirante.Questo tipo di fotocamera funziona con lo stesso principio del tradizionale bolometro e misura le radiazioni a infrarossi con lunghezze d'onda tra 8 e 13 micron.La resistenza elettrica registrata dalla fotocamera viene tradotta in temperature, che vengono utilizzate per creare un'immagine.
Esistono due svantaggi principali associati al bolometro ed entrambi comportano energia residua.In mancanza di proprietà discriminatorie, questo dispositivo non distingue tra particelle ionizzate e non ionizzate.Se utilizzato come rilevatore termico, un bolometro non dissipa direttamente l'energia raccolta dall'assorbitore e, pertanto, non si ripristina immediatamente.
Un ramo della fisica noto come fisica delle particelle, che studia gli elementi di base delle radiazioni, utilizza il termine bolometro in riferimento a uno strumento noto come rilevatore di particelle.Il rilevatore di particelle funziona con lo stesso principio del bolometro Langleys e viene utilizzato per identificare particelle ad alta energia.Calorimetri, contatori di scintillazione e rilevatori di particelle di tipo ionizzazione gassoso sono in genere utilizzati allo scopo di misurare l'energia associata a radiazioni e caratteristiche delle particelle.