Uma Cloud Chamber, também conhecida como câmara de Wilson, é um detector de partículas usado para a detecção de radiações ionizantes.
Na sua forma mais básica, uma cloud chamber é um sistema fechado, contendo um vapor supersaturado de água ou álcool. Quando uma partícula carregada (e.g. uma partícula alfa ou beta) interage com a mistura, o fluido é ionizado e os iões resultantes formam núcleos de condensação, originando uma espécie de neblina. As partículas mais energéticas formam pequenos rastos, à medida que etas atravessam a câmara, dado terem maior capacidade de ionização do vapor. Estes rastos têm formas muito distintas (e.g. o rasto de uma partícula alfa ampla e apresenta maior deflexão por colisões, enquanto um electrão forma um rasto mais fino e direito). Quando um campo magnético é aplicado sobre a câmara, as partículas com cargas contrárias irão curvar em direcções opostas, de acordo com a lei de Lorentz.
fotografia de uma cloud chamber do primeiro positrão observado
As câmaras de Wilson desempenharam um papel muito importante na física das partículas experimental entra 1920 e 1950, principalmente na descoberta do positrão, em 1932, do muão, em 1936, ambos por Carl Anderson e o Kaão, em 1947. Nos anos 50, as Bubble chambers vieram substituir as câmaras de Wilson.
Um simples câmara de Wilson contém, em sistema fechado, no lado superior, uma fonte do líquido volátil, normalmente um álcool. No lado inferior da câmara é colocado gelo seco. O álcool, geralmente metanol, evapora e o vapor formado satura a câmara. À medida que o vapor desce, esta arrefece, devido ao gradiente de temperatura, formando-se um ambiente supersaturado. A condensação do vapor em torno das partículas carregadas origina pequenos rastos, constituídos por pequenas gotículas do álcool. Muitas vezes utiliza-se campos eléctricos fortes para desviar os rastos das partículas para o inferior da camara, aumentando a sensibilidade de detecção. Tangencialmente à região de condensação é colocada uma fonte luminosa, para permitir a visualização dos rastos feitos pelas partículas.
Existem outros tipos de câmaras que permitem a detecção de partículas electricamente carregadas, nomeadamente a Bubble chamber. A Bubble chamber foi inventada por Donald A. Glaser, em 1952. Esta também permite a detecção de partículas subatómicas, no entanto, ao contrário da câmara de Wilson, esta detecta-as sob a forma de bolhas num líquido superaquecido, normalmente hidrogénio líquido. Estas podem ser construídas em maior escala e como são cheias com um fluido muito mais denso, estas apresentam os rastos de partículas muito mais energéticas.
A nova Spark chamber é um aparelho electrónico que uma grelha de fios eléctricos que não isolados numa câmara, com diferenças de potencial aplicadas entre os fios. As partículas carregadas causam alguma ionização do ar, aumentando a condutividade eléctrica do ar e causando faíscas entre os fios. A localização destas faíscas é então registada electricamente e esta informação é armazenada directamente em formato digital.
Fonte: Wikipédia