Una cámara de burbujas es un dispositivo utilizado en física para detectar partículas cargadas. Fue inventado por Donald Glaser en 1952, y posteriormente recibió el Premio Nobel por su invención. Aunque una vez fue la forma predominante de detectar partículas, la cámara de burbujas actualmente no se usa con frecuencia, en gran parte debido a algunos inconvenientes que se hacen evidentes cuando se trata de partículas de energía extremadamente alta.
El principio detrás de la cámara de burbujas, y de hecho la mayoría de los detectores de partículas, es bastante simple. Puede considerarse análogo a observar el cielo en busca de rastros dejados por los aviones. Incluso si un avión pasa volando tan rápido que no lo nota pasar, verá su rastro durante algún tiempo, lo que le permitirá reconstruir el camino que tomó. Una cámara de burbujas funciona según un principio similar, con partículas que dejan un rastro de burbujas que se pueden fotografiar.
La cámara en sí está llena de algún tipo de líquido transparente e inestable, a menudo hidrógeno sobrecalentado. El líquido se sobrecalienta manteniéndolo a presión y liberándolo ligeramente en el momento en que se introducen las partículas. A medida que las partículas cargadas se abren paso a través de la cámara, hacen que el líquido hierva al pasar, creando un rastro de burbujas. Las partículas en sí solo tardan unos pocos nanosegundos en pasar a través de la cámara, pero las burbujas tardan millones de veces más en expandirse, por lo general tardan unos 10 ms. En ese tiempo, se pueden tomar fotografías desde varios ángulos, creando una representación tridimensional de la trayectoria de las partículas.
Luego, las burbujas se eliminan presurizando la cámara y el procedimiento se repite con el siguiente lote de partículas. Cada conjunto de fotografías se toma en lo que podríamos considerar un corto período de tiempo, que requiere solo unos segundos cada una, pero en realidad es bastante largo para los estándares científicos. Los detectores modernos pueden realizar todo el procedimiento en milisegundos, lo que permite documentar cientos o miles de explosiones de partículas en unos pocos segundos. Los detectores modernos también capturan imágenes digitalmente, lo que facilita su análisis y almacenamiento.
Como resultado, la cámara de burbujas rara vez se usa en la detección de partículas moderna. Otro problema es que debido a que las cámaras de burbujas son bastante pequeñas, también son incapaces de documentar adecuadamente las colisiones de partículas de alta energía, lo que reduce aún más su utilidad en los experimentos modernos. Finalmente, el punto en el que el líquido se sobrecalienta debe coincidir exactamente con el momento en que las partículas instantáneas chocan entre sí, lo que puede ser casi imposible de coordinar con partículas que tienen una vida útil extremadamente corta.
A pesar de su relativa obsolescencia, las imágenes de las cámaras de burbujas siguen siendo bastante útiles para la enseñanza. Debido a que son fotografías de senderos físicos, generalmente son mucho más fáciles de entender para las personas que descripciones más complejas de interacciones u otros datos resumidos. Los estudiantes pueden mirar una imagen capturada de un rastro de burbujas y ver con precisión las interacciones de varias partículas y cómo las partículas se descomponen durante su tiempo en la cámara. Por estas razones, aunque no se usan ampliamente en la investigación de vanguardia, las cámaras de burbujas continúan siendo utilizadas por algunos laboratorios universitarios, y las fotografías tomadas históricamente a menudo se ven en los libros de texto.