¿Qué es una cámara de burbujas?
Una cámara de burbujas es un dispositivo utilizado en física para detectar partículas cargadas. Fue inventado por Donald Glaser en 1952, y posteriormente recibió el Premio Nobel por su invención. Aunque una vez que la forma prevalente de detectar partículas, la cámara de burbujas actualmente no se usa con frecuencia, en gran parte debido a algunos inconvenientes que se hacen evidentes cuando se trata de partículas de energía extremadamente alta.
El principio detrás de la cámara de burbujas y, de hecho, la mayoría de los detectores de partículas, es bastante simple. Se puede considerar como análogo a ver el cielo para los senderos que dejan los aviones. Incluso si un avión de reacción tan rápido no se da cuenta de que pasa, verá su rastro durante algún tiempo, lo que le permitirá reconstruir el camino que tomó. Una cámara de burbujas funciona a lo largo de un principio similar, con partículas que dejan un rastro de burbujas que se pueden fotografiar.
La cámara en sí está llena con algún tipo de hidrógeno líquido transparente e inestable, a menudo sobrecalentado. El líquido se hace superCalentado manteniéndolo bajo presión y liberándolo ligeramente en el momento en que se introducen las partículas. A medida que las partículas cargadas se abren paso a través de la cámara, hacen que el líquido hierva a medida que pasan, creando un rastro de burbujas. Las partículas en sí toman solo unos pocos nanosegundos para pasar por la cámara, pero las burbujas tardan millones de veces más en expandirse, generalmente tomando alrededor de 10 ms. En ese tiempo, se pueden tomar fotografías desde varios ángulos, creando una representación tridimensional de la ruta de las partículas.
Las burbujas se eliminan presurizando la cámara, y el procedimiento se repite con el siguiente lote de partículas. Cada conjunto de fotografías se toma en lo que podríamos considerar un corto período de tiempo, que requiere solo unos segundos cada uno, pero esto es bastante largo para los estándares científicos. Los detectores modernos pueden hacer todo el procedimiento en milisegundos, todosDebido por cientos o miles de ráfagas de partículas que se documentarán en unos segundos. Los detectores modernos también capturan imágenes digitalmente, lo que hace que sean más fáciles de analizar y almacenar.
Como resultado, la cámara de burbujas rara vez se usa en la detección moderna de partículas. Otro problema es que debido a que las cámaras de burbujas son bastante pequeñas, también son incapaces de documentar adecuadamente colisiones de partículas de alta energía, reduciendo aún más su utilidad en los experimentos modernos. Finalmente, el punto en el que el líquido se sobrecalienta debe coincidir exactamente con cuando las partículas instantáneas se golpean entre sí, lo que puede ser casi imposible de coordinar con partículas que tienen una vida útil extremadamente corta.
A pesar de su relativa obsolescencia, las imágenes de las cámaras de burbujas siguen siendo bastante útiles para fines de enseñanza. Debido a que son fotografías de senderos físicos, generalmente son mucho más fáciles de entender para las personas que descripciones más complejas de interacciones u otro DA abstractoejército de reserva. Los estudiantes pueden mirar una imagen capturada de un rastro de burbujas y ver precisamente las interacciones de varias partículas, y cómo las partículas se descomponen durante su tiempo en la cámara. Por estas razones, aunque no se usan ampliamente en la investigación de vanguardia, las cámaras de burbujas continúan viendo algunos laboratorios universitarios de uso, y las fotografías tomadas históricamente a menudo se ven en los libros de texto.