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Hola a todos, desde hace unos años, ando detrás de montarme un detector de muones. Hoy, de puñetera casualidad, me he encontrado con un diseño mucho mejor al que yo tenía en mente, se trata de la spark chamber. La idea de este detector es, más o menos, la de observar de forma directa las trayectorias de las partículas(muones procedentes de rayos cósmicos en la mayoría de los casos) que lo atraviesan. ¿Cómo hace eso? Sencillo, en principio.
Una spark chamber(no lo pongo en español porque creo que es menos insultante a la lengua española ponerlo en inglés que inventarme una traducción, que por otra parte no me he parado a buscar en google). Como decía, una spark chamber se basa en meter gas bastante puro en una caja sellada, He o Ne normalmente, y dentro de esa caja también poner láminas de metal, muchas y muy pegaditas(pero sin que se toquen). Cuando una partícula cargada atraviese el gas, dejará una traza de iones a su paso y estos se pueden hacer "visibles" aplicando una diferencia de potencial muy grande(unos 10KV) entre las láminas de metal.
Para poder hacer esto, sin ionizar el gas, no podemos tener el voltaje de forma permanente, necesitamos un sistema de "triggering", es decir, de discriminación de sucesos que nos indique cuando de verdad ha pasado una partícula cargada procente de la dirección en la que las esperamos y cuando es sólo una que venía perdida de otro lado o una fluctuación. Esto se consigue poniendo a su vez "otro" detector de partículas, de hecho, el sistema que yo tenía pensado construir(algún día) hasta que he descubierto este. Se trata de poner dos centelleadores(un material plástico que emite fotones al ser atravesado por una partícula cargada) con su respectiva guía de luz(que lleva esos fotones hasta el PMT) y el PMT(un tubo fotomultiplicador, que convierte la señal luminosa a eléctrica, por efecto fotoeléctrico y además la amplifica). Se pone uno arriba y otro abajo y se conecta a un circuito que bien no hace nada, si los pulsos de arriba y abajo están separados por un tiempo mayor al "tiempo de vuelo" supuesto a la partícula cargada para atravesar el detector o suelta el chispazo si está dentro del tiempo estimado de vuelo de las partículas(lo cual nos permite, en cierto modo, hacer una estimación de la energía de las mismas).
Una vez el chispazo está dado, se ve la traza, a simple vista.
Claro que, como físicos, nos mola tener numeritos y por supuesto, los indispensables
. ¿qué se puede medir con esto? Puedes saber la trayectoria de la partícula, para conocer distribución angular y según lo fino que te pongas, la velocidad, pero eso creo que es más difícil.
La trayectoria se mide colocando "transductores de audio"(i.e., micrófonos) en determinados puntos de la caja(en varias posiciones entre las láminas metálicas) y puesto que se conoce la velocidad de propagación del sonido en el gas que tenemos dentro(y si no se mide, que es mejor que mirarlo en una tabla y medir siempre está bien) y podemos estimar el tiempo que ha tardado una señal a cada micrófono, podemos(tras pensar un rato y hacer números) tener una medida de la trayectoria, además de una foto o videos guays. Todo esto se conecta a un sistema de adquisición de datos(otro poryecto) y a un ordenador(que corre debian, por supuesto, sino el experimento es la mitad de guay xD) y los datos se analizan con nuestro propio software(que es GPL, claro) y de ahí al gnuplot que saca una figura chula.
Bien, y tras soltaros el rollo, que tampoco era estrictamente necesario que leyérais, lo que quería enseñaros. Fotos y videos de una maravilla de estas en acción:
http://neutrino.snu.ac.kr/spark_chamber/SpCh.html
http://www.physics.mcgill.ca/~arobic/Sparkchamber/dark.html
http://www.physics.mcgill.ca/~arobic/Sparkchamber/light.html
Aquí os dejo algunas webs con, como mínimo, lo que yo he contado y más.
http://eppog.web.cern.ch/eppog/Resou...rkChamber.html
http://www.physics.mcgill.ca/~arobic/Sparkchamber/Spark_Chamber.html
Ale, que os vaya bien.
Estas cámaras, se usaban mucho en los 70 y así. Ahora ya están tecnológicamente desfasadas puesto que son muy lentas para los experimentos actuales. Pero molan un webo.
P.S.: Tengo que revisarlo por si la he cagado con algo o me he explicado fatal con cualquier cosa; se aceptan críticas(mientras más mordaces mejor, que así funciona la ciencia).
Una spark chamber(no lo pongo en español porque creo que es menos insultante a la lengua española ponerlo en inglés que inventarme una traducción, que por otra parte no me he parado a buscar en google). Como decía, una spark chamber se basa en meter gas bastante puro en una caja sellada, He o Ne normalmente, y dentro de esa caja también poner láminas de metal, muchas y muy pegaditas(pero sin que se toquen). Cuando una partícula cargada atraviese el gas, dejará una traza de iones a su paso y estos se pueden hacer "visibles" aplicando una diferencia de potencial muy grande(unos 10KV) entre las láminas de metal.
Para poder hacer esto, sin ionizar el gas, no podemos tener el voltaje de forma permanente, necesitamos un sistema de "triggering", es decir, de discriminación de sucesos que nos indique cuando de verdad ha pasado una partícula cargada procente de la dirección en la que las esperamos y cuando es sólo una que venía perdida de otro lado o una fluctuación. Esto se consigue poniendo a su vez "otro" detector de partículas, de hecho, el sistema que yo tenía pensado construir(algún día) hasta que he descubierto este. Se trata de poner dos centelleadores(un material plástico que emite fotones al ser atravesado por una partícula cargada) con su respectiva guía de luz(que lleva esos fotones hasta el PMT) y el PMT(un tubo fotomultiplicador, que convierte la señal luminosa a eléctrica, por efecto fotoeléctrico y además la amplifica). Se pone uno arriba y otro abajo y se conecta a un circuito que bien no hace nada, si los pulsos de arriba y abajo están separados por un tiempo mayor al "tiempo de vuelo" supuesto a la partícula cargada para atravesar el detector o suelta el chispazo si está dentro del tiempo estimado de vuelo de las partículas(lo cual nos permite, en cierto modo, hacer una estimación de la energía de las mismas).
Una vez el chispazo está dado, se ve la traza, a simple vista.
Claro que, como físicos, nos mola tener numeritos y por supuesto, los indispensables
La trayectoria se mide colocando "transductores de audio"(i.e., micrófonos) en determinados puntos de la caja(en varias posiciones entre las láminas metálicas) y puesto que se conoce la velocidad de propagación del sonido en el gas que tenemos dentro(y si no se mide, que es mejor que mirarlo en una tabla y medir siempre está bien) y podemos estimar el tiempo que ha tardado una señal a cada micrófono, podemos(tras pensar un rato y hacer números) tener una medida de la trayectoria, además de una foto o videos guays. Todo esto se conecta a un sistema de adquisición de datos(otro poryecto) y a un ordenador(que corre debian, por supuesto, sino el experimento es la mitad de guay xD) y los datos se analizan con nuestro propio software(que es GPL, claro) y de ahí al gnuplot que saca una figura chula.
Bien, y tras soltaros el rollo, que tampoco era estrictamente necesario que leyérais, lo que quería enseñaros. Fotos y videos de una maravilla de estas en acción:
http://neutrino.snu.ac.kr/spark_chamber/SpCh.html
http://www.physics.mcgill.ca/~arobic/Sparkchamber/dark.html
http://www.physics.mcgill.ca/~arobic/Sparkchamber/light.html
Aquí os dejo algunas webs con, como mínimo, lo que yo he contado y más.
http://eppog.web.cern.ch/eppog/Resou...rkChamber.html
http://www.physics.mcgill.ca/~arobic/Sparkchamber/Spark_Chamber.html
Ale, que os vaya bien.
Estas cámaras, se usaban mucho en los 70 y así. Ahora ya están tecnológicamente desfasadas puesto que son muy lentas para los experimentos actuales. Pero molan un webo.
P.S.: Tengo que revisarlo por si la he cagado con algo o me he explicado fatal con cualquier cosa; se aceptan críticas(mientras más mordaces mejor, que así funciona la ciencia).