Πώς να παγιδεύσετε τις κοσμικές ακτίνες σε ένα βάζο στο σπίτι

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΕΝ ΣΤΑΜΑΤΕΙ ΠΟΤΕ


ακ

τι

νοβολεί στο διάστημα ή στη Γη. Για περισσότερο από μια δεκαετία, εκατοντάδες εκατομμύρια δείγματα από τον ατελείωτο κατακλυσμό πρωτονίων, πυρήνων και άλλων ατομικών συντριμμιών έχουν συγκεντρωθεί στον κάδο κοσμικών ακτίνων του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού – ένα όργανο που ονομάζεται Άλφα Μαγνητικό Φασματόμετρο. Εδώ στο σπίτι, οι θάλαμοι νεφών—όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται από το CERN, τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Πυρηνικής Έρευνας με έδρα την Ελβετία— φωτίζουν την αόρατη κοσμική καταιγίδα του

σύμπαν

τος.

Τον Μάρτιο του 1951, πολύ καιρό

Λαϊκή Επιστήμη

Ο συνεργάτης Kenneth M. Swezey περιέθαλψε τους λάτρεις του διαστήματος και τους DIYers σε έναν βήμα προς βήμα οδηγό για

φτιάχνοντας έναν θάλαμο σύννεφων

, χρησιμοποιώντας ένα βάζο με φυστικοβούτυρο. «Το μυστικό κάθε θαλάμου σύννεφων είναι ένας υπερκορεσμένος ατμός», έγραψε ο Swezey. «Καθώς τα ατομικά σωματίδια περνούν μέσα από αυτόν τον ατμό, συμπυκνώνουν μόρια στο πέρασμά τους, αφήνοντας ορατά σταγονίδια—σαν ίχνη ατμού αεροσκαφών που πετούν ψηλά».

Ο πρώτος θάλαμος σύννεφων επινοήθηκε από τον φυσικό Τσαρλς Τόμας Ρις Γουίλσον το 1895 για να αναπαράγει τις αερομεταφερόμενες εισπνοές και να μελετήσει τη συμπεριφορά τους. Μέχρι το 1910, είχε αρχίσει να κατασκοπεύει τα ίχνη των φορτισμένων σωματιδίων, τα οποία ιονίζανε τον υπερκορεσμένο αέρα και προκαλούσαν τη δημιουργία σταγονιδίων νερού. Την ίδια περίπου εποχή, ο φυσικός

Victor

Hess διαπίστωσε ότι φορτισμένα σωματίδια, τα οποία ονόμασε κοσμικές ακτίνες, εισέρχονταν στην ατμόσφαιρα της Γης από το διάστημα, μια ανακάλυψη που του χάρισε το βραβείο Νόμπελ το 1936.

Παρά την πανταχού παρουσία τους, η προέλευση αυτών των ουράνιων σπινθήρων παραμένει ένα μυστήριο, αν και οι σουπερνόβα και τα συνηθισμένα αστέρια όπως ο ήλιος μας υποπτεύονται ότι είναι πρωταρχικές πηγές. Δέσμες ενέργειας συγκρούονται με άτομα στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης, γεννώντας φορτισμένα υποατομικά σωματίδια όπως πιόνια, μιόνια, ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια, των οποίων τα ιονισμένα ίχνη εμφανίζονται ως ατρακτοειδείς γραμμές στους θαλάμους νεφών. Η ακτινοβολία εδώ στη Γη παράγει επίσης κοσμικές ακτίνες.

Όταν ο Swezey προσέφερε το θάλαμο του σπιτιού του τη δεκαετία του 1950, η χρήση του φαινόταν κάπως πρακτική. Οι φόβοι για πυρηνικό πόλεμο, που υποκινήθηκαν από την επιδείνωση του Ψυχρού Πολέμου, κυριάρχησαν στα πρωτοσέλιδα. Ένας αυτοσχέδιος θάλαμος νέφους μπορεί να ανιχνεύσει ατομικά σωματίδια από κοντινές εκρήξεις, για να μην αναφέρουμε τα σωματίδια άλφα, ένα προϊόν ραδιενεργής διάσπασης από πηγές όπως το αέριο ραδονίου και τις ακτίνες γάμμα από το ράδιο, το οποίο ακόμα ζωγραφιζόταν σε καντράν ρολογιών μέχρι τη δεκαετία του 1970.

Για να δείτε την καταιγίδα κοσμικών ακτίνων, ξεκινήστε με ένα γυάλινο ή πλαστικό βάζο – όσο μεγαλύτερο τόσο το καλύτερο. Ένα σκούρο φόντο, όπως η μαύρη τσόχα κολλημένη μέσα στη βάση και το καπάκι, θα βελτιώσει την εμπειρία. Διαποτίστε το υλικό στη βάση με οινόπνευμα, κλείστε το καπάκι και τοποθετήστε το βάζο ανάποδα σε ένα κρεβάτι με ξηρό πάγο. Καθώς η συσκευή ψύχεται, σχηματίζεται ατμός. Σβήστε τα φώτα και μετά περάστε ένα φακό μέσα από το βάζο. Θα πρέπει να εμφανίζονται λεπτές γραμμές, μερικές τελείως ίσιες (μιόνια υψηλής ενέργειας, αρκετά μεγάλα για να περάσουν μέσα από το βάζο), άλλες ζιγκ-ζαγκ (ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια, τόσο μικρές που φλιπερώνουν τα γύρω σωματίδια) και άλλες σαν μουτζούρες γόμας (άλφα που δημιουργείται από το ραδόνιο σωματίδια, βαριά και πολύ φορτισμένα, έτσι συγκεντρώνουν ένα ιοντικό περιβάλλον).

Η συνταγή του θαλάμου νέφους του 1951 θα λειτουργεί ακόμα και

σήμερα

, αν και το CERN προσφέρει ένα ενημερωμένο εκπαιδευτικό βίντεο που χρησιμοποιεί τα ίδια βασικά συστατικά. Δεν μπορείτε να βρείτε ξηρό πάγο; Οι έτοιμοι θάλαμοι σύννεφων θα λειτουργούν σε κανονικές θερμοκρασίες κατάψυξης. Το μόνο που χρειάζεστε είναι σχεδόν καθαρή αιθανόλη και ζεστό νερό για να δημιουργήσετε το σύννεφο (και μερικές εκατοντάδες επιπλέον δολάρια για να καλύψετε το κόστος του εξοπλισμού).

Αυτή η ιστορία εμφανίστηκε αρχικά στο High Issue of

Λαϊκή Επιστήμη

. Διαβάστε περισσότερες ιστορίες PopSci+.