Construa um detector de raios cósmicos e veja as trilhas deixadas pelas partículas do espaço sideral!
Raios cósmicos são partículas subatômicas de alta energia que constantemente bombardeiam a Terra do espaço sideral. Milhares dessas partículas passam pelo nosso planeta e, através de nós, a cada segundo. Essa radiação natural é inofensiva e invisível, mas os rastros que as partículas deixam para trás podem ser vistos usando uma câmara de nuvens.
Ao longo dos anos, vários experimentos no CERN usaram câmaras de nuvens para detectar partículas. O experimento de Gargamelle, por exemplo - projetado para detectar neutrinos - tinha 4,8 metros de comprimento, 2 metros de diâmetro e pesava 1000 toneladas. O grande experimento da CLOUD no CERN hoje também usa uma câmara de nuvens, para investigar os efeitos dos raios cósmicos na formação de nuvens.
Embora as câmaras de nuvens no CERN levem muitos anos para planejar e construir, você pode criar seu próprio detector de raios cósmicos na sala de aula, desde que tenha acesso aos materiais certos. No entanto, certifique-se de que seu professor ou responsável esteja lá para ajudá-lo - você precisará ter cuidado ao manusear gelo seco e isopropanol, o que pode ser perigoso.
No vídeo acima, Sarah Charley, comunicadora do US / LHC, nos mostra como fazer uma “Câmara de Nuvem de Difusão Continuamente Sensível”. Originalmente desenvolvido na UC Berkeley em 1938, este tipo de câmara de nuvem usa álcool evaporado para criar uma “nuvem” extremamente sensível à passagem de partículas. Baseia-se nos mesmos princípios que determinam a formação de nuvens no céu. Se o ar estiver saturado com vapor de água e depois resfriado, minúsculas gotas de névoa se formarão ao redor de pedaços flutuantes de poeira ou outro material. Eles também formam prontamente em torno de íons; átomos eletricamente carregados ou grupos de átomos. Quando uma partícula carregada, como um próton, passa pela câmara, ela deixa para trás um rastro de íons ao atingir moléculas no ar ao longo de seu caminho e arrancar elétrons. Gotas de névoa se formam ao redor desses íons, criando uma trilha de nuvem.
Estudando a pista, ou uma fotografia dela, podemos determinar a energia e a carga elétrica da partícula que a produziu. Cada tipo de partícula possui uma trilha de nuvem característica, que varia em forma, comprimento e largura. Muitas partículas elementares foram descobertas através de sua trilha característica de nuvem.
Para instruções mais detalhadas e um tutorial completo, veja aqui.