O que é uma câmara de bolhas?
Uma câmara de bolha é um dispositivo usado na física para detectar partículas carregadas. Foi inventado por Donald Glaser em 1952, e ele recebeu posteriormente o Prêmio Nobel por sua invenção. Embora uma vez que a maneira prevalente de detectar partículas, a câmara bolha atualmente não seja usada com frequência, em grande parte por causa de algumas desvantagens que se tornam aparentes ao lidar com partículas de energia extremamente alta. Pode ser considerado análogo a assistir o céu por trilhas deixadas para trás por aviões. Mesmo que um jato estivesse tão rápido que você não perceba, você verá sua trilha por algum tempo, permitindo que você reconstrua o caminho que tomou. Uma câmara de bolhas trabalha ao longo de um princípio semelhante, com partículas deixando uma trilha de bolhas que podem ser fotografadas. O líquido é feito superAquecido mantendo -o sob pressão e liberando -o um pouco no momento em que as partículas são introduzidas. À medida que as partículas carregadas atravessam a câmara, elas fazem com que o líquido ferva à medida que passam, criando um rastro de bolhas. As próprias partículas levam apenas alguns nanossegundos para passar pela câmara, mas as bolhas levam milhões de vezes mais a se expandir, geralmente tomando cerca de 10ms. Nesse período, as fotografias podem ser tiradas de vários ângulos, criando uma representação tridimensional do caminho das partículas.
As bolhas são então eliminadas pressurizando a câmara e o procedimento é repetido com o próximo lote de partículas. Cada conjunto de fotografias é tirado no que podemos considerar um curto período de tempo, exigindo apenas alguns segundos cada, mas isso é realmente muito longo pelos padrões científicos. Detectores modernos são capazes de fazer todo o procedimento em milissegundos, todosDevido a centenas ou milhares de rajadas de partículas a serem documentadas em alguns segundos. Detectores modernos também capturam imagens digitalmente, facilitando a análise e a armazenamento.
Como resultado, a câmara de bolhas raramente é usada na detecção moderna de partículas. Outro problema é que, como as câmaras de bolhas são bastante pequenas, elas também são incapazes de documentar adequadamente as colisões de partículas de alta energia, reduzindo ainda mais sua utilidade em experimentos modernos. Finalmente, o ponto em que o líquido fica superaquecido deve coincidir exatamente com quando as partículas instantâneas se atingem, o que pode ser quase impossível de coordenar com partículas que têm vida útil extremamente curta.
Apesar de sua obsolescência relativa, as imagens de câmaras de bolhas ainda são bastante úteis para fins de ensino. Por serem fotografias de trilhas físicas, geralmente são muito mais fáceis para as pessoas entenderem do que descrições mais complexas de interações ou outro DA abstratata. Os alunos podem olhar para uma imagem capturada de uma trilha de bolhas e ver precisamente as interações de várias partículas e como as partículas se deterioram durante seu tempo na câmara. Por esses motivos, embora não sejam amplamente utilizados em pesquisas de ponta, as câmaras de bolhas continuam a ver alguns laboratórios universitários, e as fotografias tiradas historicamente são vistas em livros didáticos.