La Big European Bubble Chamber ( BEBC ) es un detector de gran tamaño que se utilizaba anteriormente para estudiar la física de partículas en el CERN . El cuerpo de la cámara, un recipiente de acero inoxidable, se llenó con 35 metros cúbicos de hidrógeno líquido sobrecalentado , deuterio líquido o una mezcla de neón- hidrógeno, [1] cuya sensibilidad se regulaba mediante un pistón móvil de 2 toneladas de peso. Los líquidos a temperaturas de funcionamiento típicas de alrededor de 27 K se colocaron bajo una sobrepresión de aproximadamente 5 atm. La expansión del pistón, sincronizada con el haz de partículas cargadas que atraviesa el volumen de la cámara, provocó una rápida caída de presión y, en consecuencia, el líquido alcanzó su punto de ebullición.[2] [3] Durante cada expansión, las partículas cargadas ionizaron los átomos del líquido a medida que pasaban a través de él y la energía depositada por ellas comenzó a hervir a lo largo de su trayectoria dejando rastros de pequeñas burbujas. [4] Estas huellas de burbujas fueron fotografiadas por las cinco cámaras montadas en la parte superior de la cámara. Posteriormente, las fotografías en estéreo fueron escaneadas y todos los eventos finalmente evaluados por un equipo de científicos. [5] Después de cada expansión, la presión se incrementó nuevamente para detener la ebullición. La cámara de burbujas estaba lista nuevamente para un nuevo ciclo de exposición al haz de partículas.
La concepción y construcción de cámaras de burbujas gigantes como Gargamelle y BEBC se basó en el know-how adquirido a través de la construcción y operación de cámaras de burbujas más pequeñas como la cámara de hidrógeno de 30 cm , que entró en funcionamiento en el CERN en 1960, y siguió a cuatro años más tarde por la cámara de hidrógeno de 2 m . [6]
El proyecto BEBC fue lanzado en 1966 por el CERN, Francia ( Saclay ) y Alemania ( DESY ) e instalado en el CERN a principios de la década de 1970. [2] El cuerpo de la cámara estaba rodeado por el entonces mayor imán de solenoide superconductor de dos bobinas en una disposición de Helmholtz . Las bobinas magnéticas se fabricaron en el CERN utilizando un cable superconductor de niobio-titanio reforzado con cobre. Las bobinas BEBC crearon un fuerte campo magnético de 3,5 T sobre el volumen sensible de la cámara. [7] Por lo tanto, las partículas cargadas rápidamente que atravesaban la cámara se doblaban en el campo magnético que proporcionaba información sobre su impulso.
Las primeras imágenes se registraron en 1973 cuando BEBC recibió por primera vez un haz del Sincrotrón de Protones (PS). De 1977 a 1984, la cámara tomó fotos en la línea de haz de neutrinos del Área Oeste del Sincrotrón Super Protón (SPS) y en haces de hadrones a energías de hasta 450 GeV. [5] Durante 1978, se instaló un objetivo sensible a la pista (TST) para combinar las ventajas del hidrógeno y las cámaras de burbujas de líquidos pesados. [8] Las cámaras llenas de hidrógeno permiten el estudio de las interacciones de las partículas con los protones libres pero tienen una baja eficiencia para la conversión de rayos gamma. Por otro lado, el llenado de líquido pesado es más adecuado para la detección de rayos gamma, pero los eventos son más difíciles de interpretar. [9] En 1979, se agregaron al BEBC un Identificador de muones externos (EMI) y un Identificador de partículas externas (EPI) para identificar los muones y los hadrones cargados, respectivamente, que salían de la cámara. [10] Además, se utilizó una valla de piquete interna (IPF) para obtener señales de tiempo para los eventos que ocurren en la cámara de burbujas y ayudar a suprimir el fondo. [11] Estos cambios transformaron BEBC en un detector híbrido. [12]
Los experimentos BEBC fueron: T225 / 231 , T243 , WA17 , WA19 , WA20 , WA21 , WA22 , W24 , WA25 , WA26 , WA27 , WA28 , WA30 , WA31 , WA32 , WA47 , WA51 , WA52 , WA59 , WA66 , WA73 y PS180 . [13] Al final de su vida activa en 1984, BEBC había entregado un total de 6,3 millones de fotografías a 22 experimentos. Alrededor de 600 científicos de una cincuentena de laboratorios de todo el mundo habían participado en el análisis de los 3000 km de película que había producido. [6] [14] BECB permitió el descubrimiento de mesones D y promovió el desarrollo de la física de neutrinos y hadrones llevando a cabo uno de los programas de física más ricos. [5] Ahora está en exhibición en el museo del microcosmos del CERN .
Ver también
Referencias
- ^ "Introducción al taller" 30 años de física de la cámara de burbujas " " (PDF) . 18 de marzo de 2003.
- ^ a b Krause, Michael (2014). CERN: Cómo encontramos el bosón de Higgs . World Scientific. págs. 32–33. ISBN 978-9814623551.
- ^ Battelli, L .; Bianchi-Streit, Marilena; Giacomelli, G. (julio de 1993). Física de partículas con fotografías de cámaras de burbujas (Informe). CERN. págs. 3–4 . Consultado el 23 de junio de 2016 .
- ^ "Gran Cámara de Burbujas Europea, BEBC" . Archivo CERN . Archivado desde el original el 17 de noviembre de 2010 . Consultado el 19 de diciembre de 2007 .
- ^ a b c Harigel, GG; Colley, DC; Cundy, DC (julio de 1994). Bubbles 40: Actas de la conferencia sobre la cámara de burbujas y sus contribuciones a la física de partículas . Ginebra, Suiza: Holanda Septentrional. pag. 197.
- ^ a b Wenninger, Horst. "En las pistas de la cámara de burbujas" (PDF) . Mensajero del CERN . Publicación de IOP. 44 (6): 26-29.
- ^ Gert G. Harigel (marzo de 2003). Cámaras de burbujas, tecnología e impacto en la física de altas energías (Informe). CERN. pag. 351 . Consultado el 23 de junio de 2016 .
- ^ "División de Instalaciones de Física Experimental" . Informe anual . CERN (1978): 74–75. 1979 . Consultado el 4 de julio de 2016 .
- ^ Battelli, L .; Bianchi-Streit, Marilena; Giacomelli, G. (julio de 1993). Física de partículas con fotografías de cámaras de burbujas (Informe). CERN. págs. 3–4 . Consultado el 23 de junio de 2016 .
- ^ "División de Instalaciones de Física Experimental" . Informe anual . CERN (1979): 72–73. 1980 . Consultado el 4 de julio de 2016 .
- ^ "División de Instalaciones de Física Experimental" . Informe anual . CERN (1981): 56, 1982 . Consultado el 4 de julio de 2016 .
- ^ "Gran Cámara de Burbujas Europea, BEBC" . Archivo CERN . Archivado desde el original el 17 de noviembre de 2010 . Consultado el 19 de diciembre de 2007 .
- ^ Harigel, GG (1985). Lista de publicaciones que cubren experimentos BEBC (PDF) (Informe). CERN. pag. 1 . Consultado el 29 de junio de 2016 .
- ^ "Fotos del Jubileo de Oro - BEBC, la Gran Cámara Burbuja Europea" . Servidor de documentos CERN . 17 de mayo de 2004.