Bellenvat

Bellenvat

Eerste observatie van een neutrino in een bellenvat, november 1970. De onzichtbare neutrino raakt een proton (rechts op foto). De neutrino verandert in een mu-meson (de lange streep in het midden van de foto). De korte streep is het proton. Het derde spoor is van een pi-meson welke door de botsing ontstond.

Een bellenvat is een vat waarin bewegingen van elementaire deeltjes zichtbaar kunnen worden gemaakt.

Geschiedenis

Sinds het begin van de 20e eeuw waren wetenschappers op zoek naar methoden om elementaire deeltjes en interacties daartussen te visualiseren. Hoewel het in 1910 uitgevonden nevelvat dit gedeeltelijk mogelijk maakte, konden met het bellenvat veel meer en complexere interacties worden waargenomen. Het apparaat werd uitgevonden door Donald Arthur Glaser en in 1960 ontving hij hiervoor de Nobelprijs voor de Natuurkunde. In de daaropvolgende 20 jaar is er veel experimenteel onderzoek gedaan met bellenvaten en heeft men veel meer inzicht gekregen in elementaire deeltjes. Veel deeltjes waarvan alleen op theoretische gronden het bestaan werd vermoed, zijn met bellenvaten bevestigd.

Werking

Een bellenvat is een vat gevuld met een doorzichtige vloeistof die is verhit tot vlak onder het kookpunt. Op de plaats waar een hoog energetisch deeltje in contact komt met de vloeistof, zal deze bij drukverlaging spontaan gaan koken. Dat wordt zichtbaar door een spoor van belletjes.

In een bellenvat zijn grofweg vier onderdelen te onderscheiden. Allereerst is er het vat zelf dat meestal met waterstof of deuterium is gevuld. Om in korte tijd de druk in het vat te verlagen is er een zuiger aangebracht. Bovenin is een camera aangebracht om de bellensporen vast te leggen. Ten slotte bevinden zich magneten rondom het vat om de geladen deeltjes af te buigen.

Uit de kromming van de bellensporen kunnen de massa en lading van de deeltjes worden bepaald. De afstand tussen de belletjes wordt bepaald door de snelheid ervan.