Nuledo chambre à brouillard sur mesure

NULEDO CHAMBRE À BROUILLARD SUR MESURE

Un modèle unique au monde, adapté aux souhaits et aux exigences spécifiques du client.

Nuledo Custom Cloud Chamber is a world-class quality, custom-made and fully personalised product meeting all customer’s specific wishes and needs.

La chambre à brouillard Nuledo conçue, développée et fabriquée selon les spécifications exactes du client :

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La chambre à brouillard Nuledo sur mesure est le choix idéal pour les clients exigeants, souhaitant une réalisation parfaite et répondant à leurs besoins.

La solution personnalisée est particulièrement adaptée aux espaces d’exposition et de représentation, où l’accent est mis sur un agencement uniformisé.

Développement de modules expérimentaux personnalisés,

PHÉNOMÈNES OBSERVABLES

BASIQUE

La particule Alpha

La particule alpha est composée de deux protons et de deux neutrons, il s’agit du noyau d’hélium. La particule alpha laisse des traces plus courtes, mais plus épaisses, dans la chambre à brouillard. L’émission de particules alpha est appelée rayonnement alpha. C’est le rayonnement le moins pénétrant puisque, par exemple, une feuille de papier ou juste quelques mètres d’air l’arrête. La source naturelle de rayonnement alpha est l’uranium, le radium ou encore le radon. L’isotope de radon 222 est connu pour sa capacité à s’accumuler dans les bâtiments, en se libérant naturellement de la croûte terrestre. Un exemple de source artificielle de rayonnement alpha est l’isotope américium 241 qui ne se produit pas naturellement.

L’électron

Les traces diverses, souvent fines et sinueuses ou fines et directes, appartiennent aux électrons. Le déplacement et la trajectoire de l’électron dépendent de son énergie. Alors que les électrons de haute énergie tracent leur chemin en ligne droite, les électrons de plus faible énergie changent de direction, en raison de leur collision avec les molécules d’alcool isopropylique. Les électrons, dans la chambre à brouillard, proviennent soit de désintégrations radioactives effectuées sur la Terre, soit dans le cadre d’un fond radioactif naturel, soit à partir du rayonnement cosmique secondaire. L’émission des électrons est appelée rayonnement bêta moins. Le rayonnement bêta est plus pénétrant que le rayonnement alpha, il peut être ombragé, par exemple, par une feuille de plomb de 1 mm d’épaisseur.

Le positron

Le positron est la première particule d’antimatière observée, elle est l’antiparticule de l’électron. Sa trace est identique à l’électron, il est possible de distinguer les traces de ces particules en plaçant la chambre à brouillard dans un champ magnétique, où les traces d’électrons et de positrons commencent à tourner dans des directions opposées. En effet, le positron a été vu pour la première fois en 1932 par Carl Anderson, qui a reçu le prix Nobel de physique pour cette découverte. Les positrons observés proviennent des rayons cosmiques ou de la désintégration radioactive naturelle sur Terre. L’émission de rayonnement de positrons est appelée rayonnement bêta plus. Un exemple de source radioactive naturelle d’émission de rayonnement bêta plus est le potassium 40, qui est contenu en grande quantité dans les bananes. La consommation d’une banane représente une dose correspondant à 1% de la dose quotidienne moyenne de radiation radioactive couramment appliquée aux humains. Nous pouvons également rencontrer des positrons en médecine, en particulier en tomographie par émission de positons (TEP). C’est une méthode d’imagerie qui affiche les tissus individuels. Cette méthode est basée sur l’interaction avec les produits radiopharmaceutiques administrés au patient. Un produit radiopharmaceutique est une source de rayonnement bêta plus, un émetteur de positrons. Les positrons circulants s’annihilent avec les électrons présents dans les atomes du corps. Le détecteur enregistre les photons émis par l’annihilation. Dans la chambre à brouillard, l’annihilation du positron et de l’électron peut y être détectée à partir de leurs traces.

Le proton

Les traces significatives, se croisant souvent sur toute la surface de la chambre à brouillard, appartiennent aux protons, les particules constituant les noyaux des atomes. Ces protons ont leur origine dans les rayons cosmiques. Des traces de protons peuvent laisser une trace à travers la zone d’observation, mais aussi une trace plus courte ou même un point, en fonction de l’angle par lequel le proton pénètre dans la chambre à brouillard. Les protons peuvent également être employés en médecine, en particulier, en radiothérapie. En protonthérapie, des protons accélérés sont utilisés pour irradier des tissus malades, respectivement des tumeurs et des carcinomes. La protonthérapie est un exemple d’utilisation du type de dispositif original de recherche pour une application particulière, les protons sont accélérés au moyen d’un accélérateur de particules (cyclotron).

RARE

Le muon

Les muons sont formés par l’interaction des rayons cosmiques avec l’atmosphère et pénètrent à la surface de la terre. Ils peuvent être aperçus, par exemple, dans une chambre à brouillard, malgré leur durée de vie très courte, grâce à la dilatation du temps, un des effets de la théorie de la relativité. Les muons se déplacent vers la Terre à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, de telle sorte qu’ils peuvent atteindre le sol avant de se désintégrer.

Si vous apercevez une trace semblable à celle de l’électron dans la chambre à brouillard, mais toujours très droite (grâce à la vitesse élevée des particules), il est possible que ce soit justement un muon !

Gerbes issues du rayonnement cosmique

Le rayonnement cosmique est constitué de particules qui, arrivant du cosmos à grande vitesse, tombent dans l’atmosphère de la Terre dans laquelle le rayonnement cosmique secondaire se produit, en interagissant avec les atomes s’y trouvant. Dans la chambre à brouillard, le rayonnement cosmique peut être observé clairement grâce aux gerbes de rayonnement cosmique secondaire, apparaissant sous forme de plusieurs traînées de brume orientées dans le même sens et au même moment. Les particules du rayonnement cosmique proviennent, par exemple, du Soleil, mais aussi de l’espace interstellaire et intergalactique.

L’électron rayon delta

Lors du passage d’une particule relativement lourde à haute énergie, le rayonnement dit delta peut être remarqué dans la chambre à brouillard. Ce sont des électrons extraits de molécules d’alcool isopropylique passant à travers des particules aussi lourdes telles que le proton. Dans la chambre à brouillard, nous voyons une mince trace d’électrons juste autour de la trace rectiligne du proton, due à l’ionisation des molécules d’alcool isopropylique. Ces électrons fuyants sont appelés rayons delta, ou delta ray en anglais.

Observation indirecte des rayons gamma – Diffusion Compton

Le rayonnement gamma radioactif ne peut pas être observé directement dans la chambre à brouillard, car il s’agit bien d’un rayonnement plutôt que d’une émission de particules chargées telle que les rayonnements alpha et bêta. Cependant, ce fait peut être partiellement contourné. En appliquant une source de rayonnement gamma au verre de la chambre à brouillard, les électrons sont extraits des molécules formées par le verre. Ces électrons peuvent être alors observés dans la chambre à brouillard.

Double trace en forme de « V » à partir de particules alpha après désintégration du radon

Les traces en forme de « V » comprennent deux particules alpha qui ont été rayonnées très brièvement. Si le radon 220 est présent dans la zone d’observation de la chambre à brouillard, nous pouvons constater sa désintégration en polonium 216 qui se désintègre immédiatement en plomb 212. Ces deux désintégrations sont accompagnées par le rayonnement de deux particules alpha dont les traces sont observées dans la chambre à brouillard. Le Radon 220 peut être injecté dans la zone d’observation de la chambre à brouillard grâce au bouton interactif du module Radon.

Démonstration de la demi-vie du radon

La demi-vie est le moment où la moitié du nombre de noyaux atomiques dans l’échantillon se décompose. Dans la chambre à brouillard, nous pouvons approcher cette notion à l’aide du radon 220 et des traces caractéristiques en forme de « V ». Après injection du radon 220 dans la zone d’observation de la chambre à brouillard, on observe un nombre maximal de traces en forme de « V ». La durée de la demi-vie du radon 220 est d’une minute, nous verrons ainsi la moitié de sa trace en forme de « V » pendant ce temps. Si nous attendons encore une minute, c’est-à-dire une autre demi-vie, nous apercevrons la moitié des traces en forme de « V », dans la chambre à brouillard, au nombre maximal que nous avions observé après l’injection du radon 220. Le radon 220 peut être injecté dans la zone d’observation de la chambre à brouillard grâce au bouton interactif du module Radon.

Visualisation de la chaîne de désintégration du thorium

La chaîne de désintégration du thorium est l’une des quatre chaînes de désintégration fondamentales. C’est une séquence d’éléments où il est précisément défini, sur quel autre élément, l’élément instable précédent se désintègre et quelles particules il émet (comme les particules alpha ou les électrons). Dans la chambre à brouillard, nous pouvons observer une partie de la chaîne de désintégration du thorium où, après injection du radon 220 dans la zone d’observation, nous remarquons des traces de deux particules alpha, après décomposition du radon 220 en polonium 216 et en plomb 212. Le radon 220 peut être injecté dans la zone d’observation de la chambre à brouillard grâce au bouton interactif du module Radon.

Particules alpha émises par une source de rayonnement alpha

En plus d’observer le fond radioactif naturel, des traces de particules radioactives peuvent également être observées en plaçant une source artificielle dans la zone d’observation de la chambre à brouillard. La source de rayonnement alpha, particules alpha, est, entre autres, l’américium 241. Lors de son insertion dans la zone d’observation, des traces de rayonnement de particules alpha peuvent être observées. Des particules alpha de source artificielle d’américium 241 peuvent être insérées dans la zone d’observation de la chambre à brouillard à l’aide du bouton interactif du module Radionucléide.

Emission d’électrons à partir d’une source de rayonnement bêta

En plus d’observer le fond radioactif naturel, des traces de particules radioactives peuvent également être observées en plaçant une source artificielle dans la zone d’observation de la chambre à brouillard. Un exemple de source d’électrons (rayonnement bêta) est le strontium 90. Lors de son insertion dans la zone d’observation, un éventail omnidirectionnel de traces d’électrons rayonnés peut être observé. L’électron strontium 90 artificiel peut être inséré dans la zone d’observation de la chambre à brouillard à l’aide du bouton interactif du module Radionucléide.

TRES RARE

Le pion

Les pions sont des particules composées d’une paire de particules de quarks élémentaires « u » et « d » contenant chacune un quark et un antiquark. Dans la chambre à brouillard, nous voyons des traces seulement de pions chargés. Les traces des pions sont très semblables à celles des électrons et il est difficile de les distinguer ; cela peut être fait à partir de leur tracé dans la chambre à brouillard. Les pions font également partie des rayons cosmiques secondaires qui se produisent dans l’atmosphère par des interactions de particules de rayons cosmiques primaires avec des particules de l’atmosphère.

Le kaon

Les kaons sont des particules constituées d’un quark « s » et d’un quark « u » ou « d », toujours par paire de quark et antiquark. Dans la chambre à brouillard, cette particule ne peut être identifiée qu’à partir des traces au moment de la désintégration d´un kaon, tandis que les kaons se désintègrent en pions. Les kaons ont été découverts à travers des images d’une chambre à brouillard en 1947, pendant une étude du rayonnement cosmique secondaire, lesquels en font partie également.

Diffusion élastique de protons

La diffusion élastique des protons est l’un des phénomènes les plus rares pouvant être observés dans la chambre à brouillard. Il s´agit d´une façon d’interagir pendant une collision de deux protons.

Désintégration du muon par interactions faibles

Dans la chambre à brouillard, il est possible d’observer la désintégration du muon par interactions faibles sur un électron. Cette désintégration est clairement évidente à partir de sa trace. La trace plus épaisse du muon se brise soudainement et se rétrécit, le muon se désintègre et une trace plus mince appartenant à l’électron peut être observée. D’autres particules telles que le neutrino-muon et l’antineutrino-électron ne sont pas observées dans la chambre à brouillard, puisque ces particules ne sont pas chargées électriquement.

L’annihilation gamma

L’annihilation se produit au moment où la particule rencontre son antiparticule. L’exemple le plus connu est l’annihilation d’un électron et d’un positron, pendant laquelle deux photons de rayonnement gamma se produisent. Dans la chambre à brouillard, nous observons ce phénomène comme deux traces fines (électrons et positrons) se terminant dans un seul et même endroit. Nous ne voyons pas de rayonnement de photons gamma dans la chambre à brouillard, car cette particule ne porte aucune charge électrique. Ce phénomène peut également être observé dans l’ordre inverse, lorsque le photon se décompose en un électron et un positron dont les traces proviennent du même endroit.

La particule Oh-my-god ou « Oh mon dieu »

En 1991, pour la première fois, des particules d’énergie ultra-élevée ont été observées, comparables, par exemple, à l’énergie cinétique d’un ballon de football tiré dans les airs. Cette particule est certainement originaire de l’espace, elle est donc arrivée dans le cadre du rayonnement cosmique, mais son origine exacte n’est toujours pas certaine. La particule « Oh mon Dieu » ressemblait le plus à un proton volant très rapide. Théoriquement, une telle particule peut être observée dans une chambre à brouillard, mais seules quelques-unes d’entre elles ont été observées jusqu’à présent.

*Disponible uniquement avec Modules d’extension

Transport et installation

Les chambres à brouillard Nuledo sont toujours fabriquées avec la plus grande précision et le plus grand soin pour maximiser la satisfaction du client. C’est pourquoi leur voyage ne se termine pas dans le hall de production.

L’équipe professionnelle de Nuledo transportera votre chambre à brouillard à l’endroit désiré, l’installera et formera le personnel à son utilisation. Sur place, une démonstration de votre chambre à brouillard Nuledo avec toutes ses caractéristiques est toujours réalisée en votre présence.

Le coût du transport et de l’installation dépend du lieu d’installation final et n’est pas inclus dans les prix de base des modèles. N’hésitez pas à nous contacter pour nous demander un devis.

La Chambre à brouillard vous a-t-elle intéressée? N’hésitez pas à nous contacter !