Cámara de burbujas de 30 cm (CERN)

La cámara de burbujas de 30 cm , prototipada como cámara de burbujas de 10 cm , era un detector de partículas utilizado para estudiar la física de altas energías en el CERN .

Las cámaras de burbujas son similares a las cámaras de niebla , tanto en su aplicación como en su principio básico. Normalmente, una cámara se construye llenando un cilindro grande con un líquido calentado justo por debajo de su punto de ebullición . A medida que las partículas entran en la cámara, un pistón disminuye repentinamente su presión y el líquido entra en una fase sobrecalentada y metaestable . Las partículas cargadas crean una pista de ionización, alrededor de la cual el líquido se vaporiza, formando burbujas microscópicas . La densidad de burbujas alrededor de una pista es proporcional a la pérdida de energía de una partícula. Las burbujas aumentan de tamaño a medida que la cámara se expande, hasta que son lo suficientemente grandes como para ser vistas o fotografiadas. Se montan varias cámaras a su alrededor, lo que permite capturar una imagen tridimensional de un evento.

Tras el descubrimiento de partículas extrañas en las lluvias de rayos cósmicos y la evidencia de un amplio espectro de mesones pesados , ^[1] Charles Peyrou  [de] comenzó la construcción de una cámara de burbujas de hidrógeno líquido . Un prototipo, la cámara de burbujas de 10 cm, se construyó por primera vez en 1957; se consideró un proceso de aprendizaje, que permitió al equipo probar y estudiar la funcionalidad de las cámaras de burbujas. ^[2] Además, la cámara era fácilmente modificable y no tenía campo magnético.

La experiencia adquirida durante la fase de prototipo permitió al equipo construir la cámara de burbujas de 30 cm. La cámara era cilíndrica, con un volumen total de 12,5 litros, un pistón para controlar la expansión y una bobina que generaba un campo magnético de 1,5 T. ^{[1] [2]} Como prototipo, la cámara de burbujas de 30 cm permitió mediciones sistemáticas de la distorsión e ionización de las pistas, estudios sobre el poder de frenado del hidrógeno líquido y sobre el tamaño y el crecimiento de las burbujas en la cámara. ^[3] En particular, fue muy útil para experimentos a energía media y baja en un haz purificado.

En 1959, se colocó en el Sincro-Ciclotrón (SC), donde se expuso por primera vez a haces de mesones π ^{+ de 265 y 330 MeV. [3]} Más tarde, la cámara recibió un haz π ⁻ de 16 GeV/c del Sincrotrón de Protones (PS), lo que permitió el estudio de la producción de piones en interacciones π ⁻ -protones, así como la producción de partículas extrañas. ^[4] También se realizaron experimentos para investigar la interacción entre dos protones, a 24 GeV/c. Para analizar estas interacciones complejas, Charles Peyrou desarrolló nuevos métodos como el "diagrama de Peyrou" y el "eje principal". ^[1]

Las fotografías obtenidas demostraron la excepcional calidad de la cámara de burbujas de 30 cm a pesar de sus pequeñas dimensiones. La cámara dejó de funcionar en 1962, habiendo producido 150 km de película durante sus tres años de funcionamiento. ^{[2] [5]} En 1965, la cámara de burbujas de 30 cm fue prestada al Laboratorio Nacional de Frascati .

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