Korištenje šalice vrućeg napitka kao detektora čestica
Jeste li se ikada zapitali možete li vlastiti napitak od vruće čokolade ili čaja iskoristiti kao detektor čestica? U videu koji je objavio popularni YouTuber James Orgill, poznatiji kao The Action Lab, objašnjava se kako možete jednostavno proučavati čestice u vašoj kuhinji koristeći jeftine materijale.
Što je točno “oblaka komora”?
Ako želite otkriti učinak čestica koje prolaze kroz vašu kuhinju, pravi alat je “oblaka komora”. Ovaj uređaj možete napraviti s nekoliko jeftinih i lako dostupnih dijelova:
- Plastična posuda ili šalica
- Komadić filca ili spužve
- Izopropilni alkohol
- Suhi led (osnovni, ali teže dostupni materijal)
Kada natopite filc ili spužvu u alkohol i pričvrstite ga na vrh posude, a zatim postavite posudu iznad suhog leda, stvarate vlastitu oblaka komoru. Na vrhu komore, tekućina polako isparava u plin, a hladnoća leda potiče povratak tekućine, stvarajući zasićenje na dnu komore.
Kako čestice utječu na oblaka komoru?
Kada čestica prođe kroz zasićeni zrak, može otpustiti elektrone iz molekula plina. Ove naelektrisane čestice privlače molekule alkohola, stvarajući sitne kapljice koje jasno prikazuju putanju čestica unutar oblaka komore. Možete primijetiti razne čestice, uključujući atome radona (duže tragove) i muone (kraće tragove), što je stvarno fascinantno.
Vruća šalica čokolade kao alternativa
No, postoji i jednostavniji način za promatranje učinaka kozmičkih zraka koristeći sastojke koji su vjerojatno u vašoj kuhinji: šalicu tople čokolade, čaja ili kafe. Kada je osvjetljenje pravilno, možete vidjeti sloj kapljica kako se formira na vrhu šalice, bilo zbog pare koja se uzdiže ili razlike u električnom naboju kapljica u odnosu na tekućinu.
Dok promatrate svoju šalicu, mogli biste primijetiti da se na površini formiraju pukotine, koje izgledaju poput tragova čestica u oblaku komore. Ovaj fenomen poznat je još od 1922. godine, kada je japanski fizičar Torahiko Terada napisao esej pod naslovom “Šalica vrućeg čaja”. No, mehanizam još uvijek nije potpuno razjašnjen i predložene teorije variraju od kozmičkih zraka do konvektivnih sila unutar tekućine.
Orgillova istraživanja
James Orgill provodio je vlastite eksperimente s vrućim napicima i došao do sličnih zaključaka. Ključni faktor je da gama zračenje nije imalo utjecaj, dok je blizina elektrostatickih naboja značajno utjecala na paru, slično kao unutar oblaka komore. To sugerira da bi kozmičke zrake mogle biti uključene, no Orgill primjećuje da se uzorci čini da se pojavljuju duž prirodne konvekcije tekućine.
“Mora biti dovoljno turbulencije da kapljice dođu u kontakt i formiraju utore,” rekao je Orgill u videu. “Tako da se čini da to nije isključivo rezultat kozmičkih zraka, već kombinacija električnih naboja i konvekcijskih ćelija unutar tekućine.”
Zaključak
U svakom slučaju, ovaj fenomen je izuzetno zanimljiv i može se promatrati dok uživate u svom jutarnjem napitku. Razmišljanje o tome kako čestice interagiraju s tvojim pićem otvara vrata novim pitanjima o fizičkim principima u našem svakodnevnom životu. Što mislite? Zašto prema vašem mišljenju kapljice lebde i što uzrokuje te kaskadne uzorke kada nestaju?
