Apa itu Kamar Gelembung?

Ruang gelembung adalah perangkat yang digunakan dalam fisika untuk mendeteksi partikel bermuatan. Itu ditemukan oleh Donald Glaser pada tahun 1952, dan dia kemudian dianugerahi Hadiah Nobel untuk penemuannya. Meskipun dulunya merupakan cara yang lazim untuk mendeteksi partikel, ruang gelembung saat ini tidak sering digunakan, sebagian besar karena beberapa kelemahan yang menjadi jelas ketika berhadapan dengan partikel berenergi sangat tinggi.

Prinsip di balik ruang gelembung, dan memang sebagian besar detektor partikel, cukup sederhana. Hal ini dapat dianggap sebagai analog dengan mengamati langit untuk jejak yang ditinggalkan oleh pesawat terbang. Bahkan jika sebuah jet melesat begitu cepat sehingga Anda tidak menyadarinya lewat, Anda akan melihat jejaknya selama beberapa waktu, memungkinkan Anda untuk merekonstruksi jalur yang diambilnya. Ruang gelembung bekerja dengan prinsip yang sama, dengan partikel meninggalkan jejak gelembung yang dapat difoto.

Ruangan itu sendiri diisi dengan semacam cairan transparan dan tidak stabil, seringkali hidrogen yang sangat panas. Cairan dibuat super panas dengan menjaganya di bawah tekanan, dan melepaskannya sedikit pada saat partikel dimasukkan. Saat partikel bermuatan membuat jalan mereka melalui ruangan, mereka menyebabkan cairan mendidih saat mereka lewat, menciptakan jejak gelembung. Partikel itu sendiri hanya membutuhkan beberapa nanodetik untuk melewati ruangan, tetapi gelembung membutuhkan jutaan kali lebih lama untuk mengembang, umumnya memakan waktu sekitar 10 ms. Pada saat itu, foto dapat diambil dari berbagai sudut, menciptakan representasi tiga dimensi dari jalur partikel.

Gelembung kemudian dihilangkan dengan memberi tekanan pada ruang, dan prosedur ini diulangi dengan kumpulan partikel berikutnya. Setiap set foto diambil dalam waktu yang mungkin kita anggap waktu yang singkat, masing-masing hanya membutuhkan beberapa detik, tetapi ini sebenarnya cukup lama menurut standar ilmiah. Detektor modern mampu melakukan seluruh prosedur dalam milidetik, memungkinkan ratusan atau ribuan ledakan partikel didokumentasikan dalam beberapa detik. Detektor modern juga menangkap gambar secara digital, membuatnya lebih mudah untuk dianalisis dan disimpan.

Akibatnya, ruang gelembung jarang digunakan dalam pendeteksian partikel modern. Masalah lain adalah karena ruang gelembung cukup kecil, mereka juga tidak mampu mendokumentasikan tumbukan partikel berenergi tinggi dengan baik, yang selanjutnya mengurangi kegunaannya dalam eksperimen modern. Akhirnya, titik di mana cairan menjadi sangat panas harus bertepatan persis dengan ketika partikel instan saling menabrak, yang hampir tidak mungkin untuk berkoordinasi dengan partikel yang memiliki rentang hidup yang sangat pendek.

Terlepas dari keusangan relatif mereka, gambar dari ruang gelembung masih cukup berguna untuk tujuan pengajaran. Karena mereka adalah foto jejak fisik, mereka umumnya lebih mudah dipahami orang daripada deskripsi interaksi yang lebih kompleks, atau data abstrak lainnya. Siswa dapat melihat gambar yang diambil dari jejak gelembung dan melihat secara tepat interaksi berbagai partikel, dan bagaimana partikel meluruh selama waktu mereka di dalam ruangan. Untuk alasan ini, meskipun tidak banyak digunakan dalam penelitian mutakhir, ruang gelembung terus digunakan beberapa laboratorium universitas, dan foto-foto yang diambil secara historis sering terlihat di buku teks.