Dans le hall d’entrée du laboratoire, nous avons installé une chambre à brouillard. Cette chambre marche en continu et a été fabriquée au LAL. Elle permet de visualiser le passage des particules chargées qui traversent l’air chargé d’alcool de la chambre (rayons cosmiques ou alpha du radon).
Ce type de détecteur a été inventé par WILSON et a permis à Anderson de découvrir en 1932 l’antimatière (anti-électron) dans le rayonnement cosmique. La chambre de Wilson fonctionnait avec une brutale dépression, d’où l’apparition des gouttes de brouillard qui se formaient à partir des ions créés par l’ionisation de la particule. Cette chambre avait donc un fonctionnement cyclique qui pouvait être gênant et demandait un système de déclenchement extérieur.
Une amélioration a alors été apportée en 1938, pour un fonctionnement en continu, c’est la «chambre à diffusion». On impose un gradient de température dans le volume d’air et d’alcool et il existe près de la paroi froide une zone sursaturée en alcool, d’où l’apparition d’un brouillard. Lorsqu’une particule chargée traverse le gaz, elle l’ionise en créant des électrons et des ions, les gouttes de brouillard se forment autour des ions et ainsi on peut de manière fugitive visualiser la trace laissée par l’ionisation de la particule. Un champ électrique continu efface sans arrêt les images. La zone utile est peu épaisse et la présence du champ électrique fait dériver les ions vers cette zone ; les images des bulles représentent donc la projection sur un plan des trajectoires des particules chargées.
On peut voir dans la chambre des traces longues très rectilignes (les muons), des traces en zigzag (les électrons) et des traces très denses et courtes (les alpha). On peut même deviner sur certaines trajectoires, en fin de trajectoire, une densité de bulles un peu plus forte, c’est le fameux pic de Bragg.
Vous pouvez aller admirer cette chambre qui n’est évidemment plus utilisée pour des expériences, mais qui a été un des premiers types de détecteur de particules avec la chambre d’ionisation, le détecteur Geiger, le détecteur proportionnel et bien évident la plaque photographique qui avait permis à Röntgen en 1895 de détecter les rayons X et à Becquerel en 1896 de détecter la radioactivité de l’Uranium.
Puis il y eut la mise au point des chambres à bulles, des chambres à étincelles et enfin des chambres à fils en 1968 qui valut à Charpak le prix Nobel de physique en 1992.
