Kako izraditi vlastiti detektor muona kod kuće
Zamislite kako šetate ulicom, a da ni ne primijetite da kroz vaše tijelo prolazi oko 10.000 muona u jednom minutu. Ovi fermioni, slični elektronima, ali s većom masom i misterioznim magnetskim momentom, nastaju u Zemljinoj atmosferi kada kozmički zraci udare u nju. Unatoč tome što postoje samo oko 2,2 mikrosekunde, moguće ih je detektirati s površine Zemlje i ispod nje. Detekcija muona može otkriti strukture pod zemljom, a taj se proces naziva muon tomografija.
Što je muon tomografija?
Muon tomografija koristi muone na način sličan X-zrakama, koje prodiru kroz tijelo i omogućuju prikaz kostiju. Prema istraživanju objavljenom u časopisu Nature, jedan tim znanstvenika je koristio ovu metodu da dokaže postojanje skrivene komore ispod Velike piramide u Gizi. “Bilježenjem položaja i smjera svakog muona, detektor muona može razlikovati šupljine od kamena”, objasnili su u studiji.
Izrada vlastitog detektora muona
Premium detektor muona može biti skup, ali možete napraviti svoj jednostavan i jeftin detektor kod kuće. Ako želite detektirati bilo koje čestice koje prolaze kroz vašu kuhinju, to je lakše nego što mislite. Sve što trebate je napraviti “oblak komoru”.
- Plastična posuda ili čaša
- Vuna ili spužva
- Izopropilni alkohol
- Suhi led (najteže dostupni sastojak)
Postupak je jednostavan: natopite vunu ili spužvu alkoholom i pričvrstite je na vrh posude. Zatim stavite posudu nad suhim ledom. Dok se tekućina isparava u plin, ne može se vratiti u tekuće stanje zbog hladnoće leda, stvarajući zasićen zrak na dnu komore. Kada čestica prođe kroz zasićeni zrak, može odbiti elektrone iz molekula unutar plina, stvarajući sitne kapljice i tragove čestica.
Muoni i Čerenkovljevo zračenje
Ako ste više fokusirani na muone, postoji još jedan trik koji možete isprobati. Kada muoni dođu do vas, putuju gotovo brzinom svjetlosti. Ovo može zvučati komplicirano, ali olakšava stvari zbog Čerenkovljevog zračenja. U vodi svjetlost se usporava, a kada se muoni kretaju kroz vodu, mogu stvoriti plavu svjetlost koju nazivamo Čerenkovljevo zračenje.
Korištenjem fotomultiplier-a u zatvorenoj posudi bez svjetlosti možete detektirati to Čerenkovljevo zračenje koje nastaje kada muoni prolaze kroz tekućinu. U ovoj postavci nećete vidjeti lijepe tragove oblačne komore, ali moći ćete detektirati čestice koje nastaju sudarom kozmičkih zraka s našom atmosferom.
Zaključak
Izrada vlastitog detektora muona kod kuće može biti uzbudljiv projekt. Ne samo da ćete naučiti o fascinantnim česticama koje nas okružuju, već ćete imati priliku da doživite znanost iz prve ruke. Ova jednostavna oprema može vam pomoći da razumijete složene pojmove fizike i otkrijete skrivene tajne našeg svijeta. Pa, spremni ste za eksperimentiranje?
