Camera a bolle
Che cos'è una camera a bolle?
La camera a bolle è un rivelatore di particelle appartenente al gruppo delle camere a tracce (come le camere a nebbia e le emulsioni fotografiche).
Principio di funzionamento della camera a bolle
Il principio su cui si basa la camera a bolle, studiata per la prima volta dal fisico americano D. A. Glaser, si basa sul fatto che il passaggio di una particella in un liquido metastabile (surriscaldato e compresso) provoca la formazione di ioni attorno ai quali il liquido inizia a bollire portando conseguentemente alla formazione di bollicine.
Il tempo di crescita delle bollicine rappresenta fisicamente il tempo necessario perché le stesse acquistino dimensioni sufficienti per essere fotografate dall'esterno della camera a bolle, il cui interno nel momento in cui si esegue la fotografia viene illuminato con un intenso lampo di luce.
Se la fotografia venisse eseguita dopo un tempo maggiore del tempo di crescita, l'eccessivo volume delle bollicine la renderebbe confusa e con tracce mal definite; dopo un tempo circa uguale al tempo di crescita, invece, si ottengono fotografie molto nitide.
La presenza di un campo magnetico consente di dedurre dalla curvatura delle tracce la quantità di moto e quindi l'energia delle particelle.
Foto di eventi nucleari ripresi in un camera a bolle. Un fascio di particelle cariche provenienti da un acceleratore (tracce parallele) incidendo sui nuclei del liquido che riempie la camera genera un evento nucleare (vertice a destra) in cui si producono vari tipi di particelle (tracce curvilinee) che a loro volta decadono in altre particelle. Solamente le particelle cariche lasciano traccia, incurvate dal campo magnetico in maniera opposta per particelle di carica opposta.
Una caratteristica costruttiva importante per tutte le camere a bolle, oltre alla perfetta levigatezza delle parti in vetro, è il parallelismo più rigoroso tra le facce delle pareti o delle finestre.
Questo secondo requisito garantisce l'eliminazione delle distorsioni delle fotografie dovute all'eventuale curvatura del vetro.
Caratteristiche dei liquidi usati nella camera a bolle
I liquidi usati nella camera a bolle devono avere:
- un alto potere di isolamento elettrico per garantire e tutti gli ioni liberati dal passaggio della particella il mantenimento della loro carica elettrica;
- una bassa tensione superficiale, per ridurre al minimo le forze che tendono a rompere le bolle;
- un'alta tensione di vapore, per permettere l'ingrandimento delle bolle fino alle dimensioni richieste.
Le sostanze maggiormente impiegati nella camera a bolle, che rispettano le proprietà sopra elencate sono:
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