Les tracés dans la chambre à brouillard peuvent devenir extrêmement trompeur et induire des erreurs dans l’interprétation des événements. Par exemple, on est habitué à observer des traces de particules alpha droites et homogène sur l’ensemble du tracé :
Trace « idéal » typique de particules alpha provenant de la désintégration de radon ou thoron
Cependant, il peut arriver que le même type d’événement montre des traces tout à faire différentes :
Trace de particule alpha dans une configuration moins idéale que précédemment.
Sur la dernière image, on peut voir une seconde trace à l’une des extrémités de la trace la plus brillante. On pourrait alors imaginer que l’on puisse observer le noyau de recul après la désintégration. Or celui-ci du fait de sa grande masse ne reçoit qu’une centaine de keV après désintégration ce qui ne permet qu’un parcours dans l’air de l’ordre de 0,1 mm. On ne pourra donc jamais voir ce noyau de recul car sa trace serait trop courte par rapport à la précision offerte par le détecteur. On peut alors imaginer une autre hypothèse où un noyau du milieu s’est fait éjecté par la particule alpha, expliquant la seconde trace, mais là encore la trace principale la plus brillante n’étant pas déviée par cet impact, il est difficile de croire à cette hypothèse.
En un mot, il s’agit d’un artefact dû au champ électrique présent dans la chambre et qui sépare les ions de manière assez prononcé. Cela arrive particulièrement quand la direction de la particule par rapport au plan de sursaturation n’est pas parfaitement orthogonale ce qui entraîne une séparation des ions plus importantes. Une trace de « mauvaise qualité » peut donc entraîner des erreurs d’interprétation sur l’événement nucléaire auquel elle est rattachée.
Il est donc important de connaître les limites de détection d’une chambre à brouillard à diffusion, en expliquant le mécanisme physique à l’origine des tracés, mais aussi comment ces traces peuvent être modifiées par les conditions internes du détecteur, notamment selon la direction de la particule par rapport au plan d’observation.
champ electrique non homogéne. Plus de traces distordu sur les bords (pres des fils)?
if we zoom into a particle’s track in an expansion cloud chamber, we will always see a pair of water droplets (picture from 1923) :
These 2 droplets, come from water vapor which condensed into 2 nucleation site present in the air of chamber. As the initial air of the chamber was free of nucleation sites, theses two nucleation sites can only come from the action of a charged particle travelling in the air of the chamber. Indeed, as this particle is charged, it ionizes a molecule of air into a positive and negative ion. For example, it could be the positive ion N2+ and the oxygen O2– (the latter has captured the ejected electron from nitrogen). As ions are nucleation site, the water vapor condense immediately into these ions once formed, making two droplets. As the charged particle leave many pair of ions during his path through matter (like Little Poucet fairy tale), droplets of water condense on all the ions revealing the path used by the particle in matter.