Was ist eine Wolkenkammer?
Die Wolkenkammer, auch Wilson-Kammer oder Wilson-Wolkenkammer genannt, ist ein Gerät, mit dem Physiker Partikelspuren beobachten können. Es funktioniert nur mit ionisierender Strahlung. Andere Vorrichtungen, die auf unterschiedliche Weise dasselbe erreichen, sind die Blasenkammer, die Drahtkammer und die Zündfunkenkammer. Einer der größten Ruhmansprüche der Wolkenkammer ist die Entdeckung des Positrons, der ersten beobachteten Form der Antimaterie.
Die Arbeitsweise der Nebelkammer basiert auf dem Prinzip der Kondensationskerne. In einem übersättigten Wasser- oder Alkoholdampf ionisiert sogar ein kleines geladenes Teilchen Moleküle im Medium, während es sich durch das Medium bewegt, wodurch das Wasser um dieses herum kondensiert und sichtbare Feuchtigkeitsspuren hinterlässt. Eine übersättigte Lösung bedeutet, dass die Luft so viel Flüssigkeit wie möglich enthält (normalerweise Wasser oder Alkohol). Die Luft wird mit Dampf gepumpt, bis sie sich am Boden der Kammer sammelt, was darauf hinweist, dass das Medium übersättigt ist. Kleine Störungen in der Luft verursachen die Bildung von Flüssigkeit, die dann auf den Boden fällt.
Die Wolkenkammer wurde ursprünglich vom schottischen Physiker Charles Wilson erfunden. Der Entdeckungsprozess begann, als er künstliche Wolkenkammern baute, um die optischen Phänomene von Lichthöfen zu reproduzieren, bei denen es sich um kleine kreisförmige Regenbögen handelt, die in Nebeln mit Partikeln gleichen Durchmessers gebildet werden. Halos begleiten die bekannten Phänomene des Brocken-Spektrums, die beobachtet werden, wenn die tiefstehende Sonne einen langen Schatten in den Nebel wirft.
Sie können Ihre eigene Nebelkammer mit Haushaltsmaterial für etwa 50 US-Dollar bauen. Im Wesentlichen füllen Sie eine klare Kammer wie ein Aquarium mit Isopropylalkohol, bis dieser übersättigt ist. Den Boden der Kammer mit Trockeneis auslegen und das Trockeneis in dieser Reihenfolge mit Metall und Pappe abdecken. Tränken Sie ein Stück Filz mit dem Alkohol und legen Sie es unter den Deckel der Kammer. Verschließen Sie die Kammer. Beleuchten Sie die Wolkenkammer mit einem Diaprojektor, und schon bald sehen Sie Ihre eigenen Spuren - von natürlichen kosmischen Strahlen. Mit dieser spottbilligen Nebelkammer lassen sich viele interessante Partikelspuren verschiedener Sorten beobachten. Wenn Sie unten einen starken Magneten anbringen, können Sie sogar die Krümmung ionisierter Partikel in Richtung des Magneten erkennen.