Cámara de chispas


Una cámara de chispas es un detector de partículas : un dispositivo utilizado en física de partículas para detectar partículas cargadas eléctricamente . Se utilizaron más ampliamente como herramientas de investigación desde la década de 1930 hasta la década de 1960 y desde entonces han sido reemplazadas por otras tecnologías, como cámaras de deriva y detectores de silicio . Hoy en día, las cámaras de chispas en funcionamiento se encuentran principalmente en museos de ciencias y organizaciones educativas, donde se utilizan para demostrar aspectos de la física de partículas y la astrofísica.

Las cámaras de chispas consisten en una pila de placas de metal colocadas en una caja sellada llena de un gas como helio , neón o una mezcla de ambos. Cuando una partícula cargada de un rayo cósmico viaja a través de la caja, ioniza el gas entre las placas. Normalmente, esta ionización permanecería invisible. Sin embargo, si se puede aplicar un voltaje lo suficientemente alto entre cada par de placas adyacentes antes de que desaparezca la ionización, entonces se pueden formar chispas a lo largo de la trayectoria tomada por el rayo, y el rayo cósmico en efecto se vuelve visible como una línea de chispas. Para controlar cuándo se aplica este voltaje, un detector separado (que a menudo contiene un par de centelleadores )colocado encima y debajo de la caja) es necesario. Cuando este disparador detecta que acaba de pasar un rayo cósmico, dispara un interruptor rápido para conectar el alto voltaje a las placas. El alto voltaje no se puede conectar a las placas de forma permanente, ya que esto provocaría la formación de arcos y descargas continuas.

Como dispositivos de investigación, los detectores de cámara de chispas tienen una resolución más baja que los detectores de cámara de burbujas . Sin embargo, pueden volverse altamente selectivos con la ayuda de detectores auxiliares, lo que los hace útiles en la búsqueda de eventos muy raros.

Una cámara de serpentina es un tipo de detector estrechamente relacionado con la cámara de chispa . En una cámara de chispas uno mira una pila de placas paralelas de canto. Por esta razón, se logra una mejor visualización cuando la partícula entra perpendicularmente a las placas. Una cámara de transmisión, por el contrario, normalmente tiene solo dos placas, al menos una de las cuales es transparente (por ejemplo, una malla de alambre o un vidrio conductor). Las partículas vienen aproximadamente paralelas al plano de estas placas. Se utiliza un pulso de alto voltaje mucho más corto que con una cámara de chispas, por lo que no hay tiempo suficiente para que se formen chispas. En su lugar, se forman serpentinas muy tenues de gas ionizado. Estos se pueden ver cuando se aplica la mejora de la imagen.


Demostración de la cámara de chispas
Demostración de la cámara de chispas
Una cámara de chispas en el museo de física de la Universidad Sapienza de Roma
Una colisión protón - antiprotón registrada usando una cámara de transmisión en el experimento UA5 en el CERN