Blasenkammer
Teilchendetektor
Basiswissen
Die Blasenkammer ist ein Teilchendetektor, der die Spuren von geladenen Elementarteilchen und Hadronen sichtbar macht. Gleichzeitig dient das Füllmaterial auch als Target für Teilchenkollisionen. Die Blasenkammer ersetzte die Nebelkammer und ist selbst heute durch andere Detektoren verdrängt.
Funktionsprinzip
Eine Blasenkammer ist ein zumeist mit flüssigem Wasserstoff (Alternativen sind z. B. Deuterium, Krypton und Xenon) gefüllter Raum, in den die zu untersuchenden Teilchen injiziert werden – etwa aus einem Teilchenbeschleuniger. Kurz vor der Injektion wird der Druck innerhalb der Kammer stark verringert, so dass die Temperatur des Wasserstoffs oberhalb des Siedepunktes liegt. Die einlaufenden Teilchen ionisieren nun Wasserstoffatome und diese Ionen dienen als Keime für Gasblasen. Etwa 10 Millisekunden nach der Injektion werden durch ein Blitzlicht mehrere Kameras an unterschiedlichen Positionen ausgelöst, so dass sich aus den Photographien ein dreidimensionales Bild der Spuren rekonstruieren lässt. Danach wird der Druck in der Kammer wieder erhöht, so dass die Gasblasen sich wieder lösen. Insgesamt dauert ein solcher Zyklus etwas mehr als eine Zehntelsekunde, bevor die Blasenkammer wieder im blasenfreien Ausgangszustand ist.
Interpretation der Spuren
In der Blasenkammer herrscht gewöhnlich ein homogenes Magnetfeld, so dass Teilchen mit verschiedenen Ladungsvorzeichen aufgrund der Lorentzkraft Kurven mit verschiedener Krümmungsrichtung beschreiben. Aus der Bahnkrümmung lässt sich das Verhältnis von Masse und Ladung und bei zerfallenden Teilchen aus der Bahnlänge die Lebensdauer bestimmen.
