O que é um bolômetro?
Um bolômetro é um instrumento usado para detectar e medir pequenas quantidades de radiação eletromagnética. Também chamados de balanços actínicos, os bolômetros medem a radiação eletromagnética em suas várias formas, desde ondas de rádio a radiação ultravioleta e raios gama. O princípio operacional do bolômetro também foi adaptado para uso em física e detecção de partículas.
Inventado pelo astrônomo americano Samuel Pierpont Langley no final do século 19, o primeiro bolômetro foi usado em conjunto com um telescópio para medir a radiação infravermelha em objetos astronômicos, a Lua. O protótipo era básico no design. Consistia em duas câmaras equipadas com tiras de platina que formavam uma ponte de Wheatstone conectada a um galvanômetro e a uma bateria. Tiras cobertas de fuligem, formando a ponte, foram dispostas de modo que uma fosse exposta enquanto a outra era protegida da exposição à radiação. A temperatura da tira exposta aumentava quando entrava em contato com a radiação eletromagnética, alterando sua resistência elétrica e criando essencialmente um sensor de temperatura.
Um bolômetro de elétrons a frio (CEB) é um dispositivo altamente sensível que detecta radiação cosmológica. A junção do túnel de metal supercondutor-isolador-normal (SIN) do bolômetro é o que o diferencia de outros bolômetros, porque sua perda de energia é usada para resfriar o absorvedor. Um bolômetro de elétrons quentes (HEB) é um dispositivo usado para medir radiação sub-milimétrica e infravermelha distante que não pode ser medida pelo bolômetro de elétrons frio.
Um microbolômetro é um tipo de bolômetro adaptado para funcionar como um detector de infravermelho em uma câmera térmica, comumente conhecida como câmera de infravermelho de visão futura (FLIR). Esse tipo de câmera funciona com o mesmo princípio do bolômetro tradicional e mede a radiação infravermelha com comprimentos de onda entre 8 e 13 mícrons. A resistência elétrica registrada pela câmera é convertida em temperaturas, que são usadas para criar uma imagem.
Existem duas principais desvantagens associadas ao bolômetro, e ambas envolvem energia residual. Sem propriedades discriminatórias, este dispositivo não diferencia entre partículas ionizadas e não ionizadas. Quando usado como detector térmico, um bolômetro não dissipa diretamente a energia coletada pelo absorvedor e, portanto, não é redefinido imediatamente.
Um ramo da física conhecido como física de partículas, que estuda os elementos básicos da radiação, usa o termo bolômetro em referência a um instrumento conhecido como detector de partículas. O detector de partículas trabalha com o mesmo princípio do bolômetro de Langley e é usado para identificar partículas de alta energia. Calorímetros, contadores de cintilação e detectores de partículas do tipo ionização gasosa são normalmente usados com o objetivo de medir a energia associada à radiação e às características das partículas.