Câmara de Wilson

“C. T. R. Wilson, em 1897, estudando fenômenos relacionados com o célebre "fog" de Londres, descobriu que uma atmosféra de gás, saturada com de água, quando sujeita a uma brusca expansão, supersatura, resultando a formação de gotícuIas de água, ao redor de qualquer poeira existente no gás. Na ausência de poeira, a condensação do vapor de água se fará em torno de átomos de gás, ionizados, i. é. elétricamente carregados.
A propriedade acima descrita é a base do aparelho mais possante que físicos tiveram até bem pouco tempo para o estudo das partículas, a chamada câmara de Wilson.”


O trecho transcrito acima foi escrito pelo então professor assistente da cadeira de Física xxxx da FFCL, Paulo Taques Bittencourt, no ano de 1948 em artigo publicado no periódico Fundamentos, intitulado: “Biografia do Meson, A contribuição brasileira - Os trabalhos de Lattes” um ano após a detecção natural do méson e no mesmo ano de sua produção artificial. Demonstrando a importância desse instrumento para o estudo de partículas elementares e, no contexto do Departamento de Física da FFCL, para o estudo de raios cósmicos.


A câmara de Wilson, também conhecida como Câmara de nuvens, é constituída por um recipiente com vapor supersaturado (atualmente utiliza-se vapor de Álcool), a tal ponto que, quaisquer alterações de pressão ou temperaturas, podem fazer o vapor tornar-se líquido. A percepção de Charles Thomson Rees Wilson (1869 - 1959), posteriormente utilizada pelos físicos, foi a de que na ausência de poeiras, as gotículas seriam formadas em torno de partículas carregadas eletricamente, possibilitando o estudo das trajetórias de partículas por meio de fotografias e com isso, concluir sobre sua natureza.



Diagrama do aparato experimental proposto por Wilson, no qual se fazia um vapor supersaturado de água por meio de uma transformação adiabática.


A câmara de nuvens foi um dos primeiros detectores de partículas e serviu como principal instrumento para a obtenção de dois prêmios Nobel, em 1927 ao próprio Wilson pela elaboração da mesma e em 1936 a Carl Anderson (1905 - 1991) pelas descobertas do pósitron em 1932 e do múon em 1936, fazendo modificações da câmara original, utilizando vapor de álcool no lugar do vapor d’água e aplicando um forte campo magnético a sua câmara.



Na FFCL, as câmaras de Wilson utilizadas pelo grupo de Gleb Wataghin, Marcello Damy e estudadas para aprimoramentos por diversos pesquisadores, como Hans (Jean) Albert Meyer e Georges Schwachheim, sendo, como indicado por Paulo T. Bittencourt, durante as primeiras décadas da universidade o principal aparelho para estudos de partículas.