La Gran Cámara de Burbujas Europea ( BEBC ) es un gran detector utilizado antiguamente para estudiar la física de partículas en el CERN . El cuerpo de la cámara, un recipiente de acero inoxidable, se llenó con 35 metros cúbicos de hidrógeno líquido sobrecalentado, deuterio líquido o una mezcla de neón e hidrógeno, [1] cuya sensibilidad se regulaba por medio de un pistón móvil que pesaba 2 toneladas. Los líquidos a temperaturas de operación típicas de alrededor de 27 K se colocaron bajo una sobrepresión de aproximadamente 5 atmósferas estándar (510 kPa). La expansión del pistón, sincronizada con el haz de partículas cargadas que cruzaba el volumen de la cámara, provocó una rápida caída de presión; en consecuencia, el líquido alcanzó su punto de ebullición. [2] [3] Durante cada expansión, las partículas cargadas ionizaron los átomos del líquido a medida que pasaban a través de él y la energía depositada por ellas inició la ebullición a lo largo de su camino, dejando rastros de pequeñas burbujas. [4] Estas pistas fueron fotografiadas por las cinco cámaras montadas en la parte superior de la cámara. Las fotografías estereoscópicas fueron escaneadas posteriormente y todos los eventos finalmente evaluados por un equipo de científicos. [5] Después de cada expansión, se aumentó nuevamente la presión para detener la ebullición. La cámara de burbujas quedó entonces lista nuevamente para un nuevo ciclo de exposición al haz.
La concepción y construcción de cámaras de burbujas gigantes como Gargamelle y BEBC se basó en el conocimiento adquirido a través de la construcción y operación de cámaras de burbujas más pequeñas, como la cámara de hidrógeno de 30 cm , que entró en funcionamiento en el CERN en 1960, y la cámara de hidrógeno de 2 m cuatro años después. [6]
El proyecto BEBC fue lanzado en 1966 por el CERN, Francia ( Saclay ) y Alemania ( DESY ) e instalado en el CERN a principios de la década de 1970. [2] El cuerpo de la cámara estaba rodeado por el imán solenoide superconductor más grande de la época, compuesto por dos bobinas en una disposición de Helmholtz . Las bobinas del imán se fabricaron en el CERN utilizando un cable superconductor de niobio-titanio reforzado con cobre . Las bobinas del BEBC crearon un fuerte campo magnético de 3,5 T sobre el volumen sensible de la cámara. [7] De este modo, las partículas cargadas rápidamente que pasaban por la cámara se doblaban en el campo magnético, lo que proporcionaba información sobre su momento.
Las primeras imágenes se registraron en 1973, cuando el BEBC recibió por primera vez un haz del Sincrotrón de Protones (PS). De 1977 a 1984, la cámara tomó fotografías en la línea de haz de neutrinos del Área Oeste del Super Sincrotrón de Protones (SPS) y en haces de hadrones a energías de hasta 450 GeV. [5] Durante 1978, se instaló un Track-Sensitive Target (TST) para combinar las ventajas de las cámaras de burbujas de hidrógeno y líquido pesado. [8] Las cámaras llenas de hidrógeno permiten el estudio de las interacciones de partículas con protones libres, pero tienen una baja eficiencia para la conversión de rayos gamma. Por otro lado, el relleno de líquido pesado es más adecuado para la detección de rayos gamma, pero los eventos son más difíciles de interpretar. [9] Un Identificador Externo de Muones (EMI) y un Identificador Externo de Partículas (EPI) se agregaron al BEBC en 1979 para identificar respectivamente muones y hadrones cargados que salían de la cámara. [10] Además, se utilizó una valla de estacas interna (IPF) para obtener señales de sincronización de los eventos que ocurrían en la cámara de burbujas, lo que ayudó a suprimir el fondo. [11] Estos cambios transformaron a BEBC en un detector híbrido. [12]
Los experimentos del BEBC fueron: T225/231, T243, WA17, WA19, WA20, WA21, WA22, W24, WA25, WA26, WA27, WA28, WA30, WA31, WA32, WA47, WA51, WA52, WA59, WA66, WA73 y PS180. [13] Al final de su vida activa en 1984, el BEBC había entregado un total de 6,3 millones de fotografías a 22 experimentos. Alrededor de 600 científicos de unos cincuenta laboratorios de todo el mundo habían participado en el análisis de los 3000 km de película que había producido. [6] [14] El BEBC permitió el descubrimiento de los mesones D y promovió los desarrollos de la física de neutrinos y hadrones, llevando a cabo uno de los programas de física más ricos. [5] Ahora está en exhibición en el Museo del Microcosmos del CERN .
