Teilchendetektoren
- Nebelkammer
Die
Nebelkammer wurde 1912 von Charles T.R. Wilson (1869 - 1959), einem brit. Physiker und Nobelpreisträger, erfunden. In Anlehnung an sein Modell soll die Funktionsweise einer Nebelkammer erklärt werden.
Die Wilson'sche Nebelkammer besteht aus einem zylindrischen Gefäß, das auf der einen Stirnfläche
mit einer Glasplatte, auf der anderen mit einem verschiebbaren Kolben verschlossen ist. Es enthält ein wasserdampfgesättigtes Gas (meist Luft)
(siehe Abb. rechts).
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Durch
Zurückreißen des Kolben wird das Gasvolumen um ca. 30% vergrößert. Diese adiabatische
Expansion kühlt das Gas ab, und es ist nun mit Wasserdampf übersättigt.
Dieser scheidet sich aber erst dann in Form kleiner Wassertropfen (Nebeltropfen)
ab, wenn Kondensationskeime, z.B. kleine Staubteilchen oder auch geladene
Gasmoleküle (Ionen) vorhanden sind. Treten in das Kammerinnere
schnelle Teilchen ein, die auf ihrer Bahn vorhandene Gasmoleküle ionisieren, so kondensieren
Nebeltröpfchen an den Ionen, ehe sie sich durch Diffusion merklich verschieben.
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Beleuchtet man das Kammerinnere gleichzeitig
intensiv von einer Seite, wird das Licht an diesen Tröpfchen (Nebel) gestreut,
und man kann die Spur des Teilchens durch die gläserne Deckplatte der Kammer
als hellleuchtenden Nebelstreifen vor dem dunklen Untergrund des geschwärzten
Kolbens beobachten oder fotografieren.
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Nebelkammern
werden heute nur noch zu Demonstrationszwecken eingesetzt. Für Detektoren
moderner Forschungsanlagen sind sie bedeutungslos geworden.
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