Quelle: wikipedia.org
Nebelkammern , auch bekannt als Wilson Nebelkammern , sind Teilchendetektoren, die waren wesentliche Geräte in früher Kern- und Teilchenphysik Forschung. Wolkenkammern, eines der einfachsten Instrumente zur Untersuchung von Elementarteilchen , wurden in der aktuellen Forschung durch modernere Detektoren ersetzt, sind aber nach wie vor ein sehr interessanter pädagogischer Apparat.
Nebelkammer – Funktionsprinzip
Das grundlegende Prinzip dahinter ist die Übersättigung einer Dampfsubstanz , ein Zustand, in dem die Luft oder ein anderes Gas mehr Dampf dieser Substanz enthält, als sie in einem stabilen Gleichgewicht halten kann. Ein energetisch geladenes Teilchen (zum Beispiel ein Alpha- oder Betateilchen ) interagiert mit dem Dampfgemisch und erzeugt eine Spur von Ionen , die unter Übersättigungsbedingungen als Kondensationskerne wirken, um die sich eine nebelartige Spur kleiner Tröpfchen bildet, wenn sich das Gasgemisch befindet an der Stelle der Kondensation.
Diese Tröpfchen sind als „Wolkenspur“ sichtbar , die einige Sekunden anhält, während die Tröpfchen durch den Dampf fallen. Die Kondensation des Dampfes an diesen Kernen ermöglicht die visuelle Identifizierung der Flugbahnen der Partikel, was zu einer einfachen Untersuchung ihrer Eigenschaften führt. In Wilsons ursprünglicher Kammer war die Luft in der versiegelten Vorrichtung mit Wasserdampf gesättigt, dann wurde eine Membran verwendet, um die Luft in der Kammer zu expandieren (adiabatische Expansion), die Luft zu kühlen und Wasserdampf zu kondensieren. Daher wird die Bezeichnung Expansionswolkenkammer verwendet. Das erste Antiteilchen, das Positron, das Myon und das erste seltsame Teilchen, das Kaon, wurden ebenfalls zuerst unter Verwendung einer Wolkenkammer identifiziert.