Comment voir l’invisible ?
Initialement conçue pour étudier le phénomène de formation des nuages, la chambre a brouillard est un dispositif permettant de visualiser le rayonnement pénétrant dans un volume clos de l’appareil. Elle est particulièrement bien adaptée pour visualiser le rayonnement cosmique, visible à tout endroit sur Terre (sauf en grande profondeur…).
PRINCIPE
Son principe est illustré par la figure ci-dessous. Une vapeur saturée en alcool est créée entre deux plaques, l’une dite ‘froide’ portée à -35°C, l’autre dite ‘chaude’ à 15°C et éloignées l’une de l’autre de quelques centimètres seulement.
Le passage d’une particule provoque l’ionisation locale de la vapeur saturée en alccol. Sa trajectoire est ainsi matérialisée par la condensation de la vapeur.
Inventée en 1912, il s’agit là du premier détecteur de particules de l’Histoire et son inventeur, C.T.R. Wilson, fut récompensé du Prix Nobel de Physique en 1927 pour sa réalisation.
Les particules du rayonnement cosmique (ou de tout autre source radioactive pouvant émettre des particules traversant les parois en verre de l’enceinte) peuvent par ailleurs être identifiée en fonction de l’énergie qu’elles déposent sur leur parcours. Plus celle-ci sera importante, plus la densité de goutelettes d’alcool formées sur la trajectoire de la particule sera grande.
Les traces fines et non rectilignes sont dues à des particules légères qui intéragissent beaucoup dans leur environnement : des électrons (ou particules β)
Les traces fines rectilignes sont caractéristiques de particules qui intéragissent peu et déposent peu d'énergie dans leur environnement : des muons
Les traces épaisses sont dues à des particules lourdes qui déposent rapidement la totalité de leur énergie sur un parcours très court dans la matière : protons ou particules α principalement
Poster “Chambre à brouillard” réalisé par Arnaud Chapon.