Qu'est-ce qu'une chambre de nuage?

La chambre à nuages, également appelée chambre de Wilson ou chambre à nuages ​​de Wilson, est un appareil utilisé par les physiciens pour observer les traces de particules. Cela ne fonctionne qu'avec des rayonnements ionisants. La chambre à bulles, la chambre à fil et la chambre à étincelle sont d’autres dispositifs qui accomplissent la même chose par différents moyens. L'une des plus grandes revendications de la chambre à nuages ​​est qu'elle a été utilisée pour découvrir le positron, la première forme d'antimatière observée.

Le fonctionnement de la chambre à nuages ​​repose sur le principe des noyaux de condensation. Dans une eau sursaturée ou une vapeur d'alcool, même une particule chargée minuscule ionise les molécules dans le milieu, ce qui provoque la condensation de l'eau autour de lui et la formation de traînées d'humidité observables. Une solution sursaturée signifie que l'air retient la plus grande partie possible du liquide (généralement de l'eau ou de l'alcool). L'air est pompé avec de la vapeur jusqu'à ce qu'il commence à s'accumuler au fond de la chambre, indiquant que le fluide est sursaturé. De petites perturbations dans l'air provoquent la formation de liquide qui tombe ensuite au fond.

La chambre à nuage a été inventée par le physicien écossais Charles Wilson. Le processus de découverte a commencé lorsqu'il a commencé à construire des chambres de nuages ​​artificiels dans le but de reproduire le phénomène optique des halos, qui sont de petits arcs-en-ciel circulaires formés dans des brumes remplies de particules de diamètre uniforme. Des halos accompagnent les phénomènes bien connus du spectre de Brocken, observés lorsque le soleil très bas jette une ombre longue dans la brume.

Vous pouvez construire votre propre chambre en nuage avec des matériaux domestiques pour un coût de 50 $ environ. Essentiellement, vous remplissez une chambre transparente, comme un aquarium, avec de l'alcool isopropylique jusqu'à ce qu'elle soit sursaturée. Tapisser le fond de la chambre avec de la neige carbonique, puis recouvrir la neige carbonique de métal et de carton, dans cet ordre. Trempez un morceau de feutre dans l'alcool et placez-le sous le couvercle de la chambre. Scellez la chambre fermée. Illuminez la chambre des nuages ​​avec un projecteur de diapositives et, bientôt, vous verrez vos propres traces - à partir des rayons cosmiques naturels. De nombreuses traces de particules intéressantes, de plusieurs variétés différentes, peuvent être observées en utilisant cette chambre à nuages ​​sans poussière. Si vous placez un aimant puissant en bas, vous pouvez même voir la courbure des particules ionisées vers elle.

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