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La chambre à brouillard

Comment voir les particules ?

La chambre à brouillard


La chambre à 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 de fonctionnement


La chambre à brouillard est constitué d’une enceinte fermée par des parois de verre dans laquelle se trouve de la vapeur d’alcool sursaturée. Celle-ci est générée par l’évaporation d’alcool qui va ensuite se condenser en retombant sur une plaque froide à -30°C. Dans le volume délimité par la vapeur, les particules du rayonnement cosmique (ou de tout autre source radioactive pouvant émettre des particules traversant les parois en verre de l’enceinte) vont déposer progressivement leur énergie le long de leur parcours en ionisant les atomes constituant la vapeur d’alcool. Il en résulte alors une accumulation locale (à l’endroit de l’ionisation) d’énergie qui va servir à transformer la vapeur en liquide (propriété liée à un liquide en sursaturation). On verra alors apparaître un chapelet de petites gouttelettes d’alcool qui représentera la trajectoire suivie par la particule incidente. Les gouttelettes seront de taille variable suivant le type de particule :


- petite pour des particules légères (particules beta),


- moyenne pour des particules plus lourdes comme les protons ou les muons et pions,


- grosse pour des particules alpha ou des ions lourds


En voici quelques exemples photographiés avec notre chambre à brouillard.


 

Exemples de traces
particule beta (électron)
muon (électron lourd)
proton (noyau d’hydrogène)
particule alpha (noyau d’hélium)
mélange de traces