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Construa o mais simples detector de partículas do mundo

Observe núcleos atômicos e partículas elementares usando câmara de nuvens por difusão

George Musser
Home: © Shutterstock; Interna: © George Musser
Em mais ou menos 10 minutos, usando coisas que provavelmente já estão espalhadas por sua casa, você pode observar núcleos atômicos e partículas elementares, usando câmara de nuvens por difusão – um detector rudimentar de partículas.

Há montes de websites e vídeos no YouTube dando instruções passo-a-passo sobre como construir uma câmara dessas, mas todos precisam de algum componente que é difícil de achar, como gelo seco ou uma fonte de energia de alta voltagem.

Contornei esses problemas ao fundir uma técnica de resfriamento divisada por uma estudante canadense do ensino médio, Olivia Johnson, com a câmara projetada por Suzie Sheehy, física de partículas e divulgadora da ciência. Não é uma câmara super incrível, mas ela definitivamente revela partículas zunindo.

 Você precisará do seguinte:

 1. esponja

2. álcool (92%)

3. copo plástico transparente

4. fita adesiva

5. lixa de papel preta

6. forma de cupcake laminada

7. durepox

8. bandeja de alumínio

9. lata de ar comprimido (uma dessas latas de spray usadas para limpar teclados de computador)

10. lanterna brilhante de LED

A verdadeira inovação aqui é a lata de ar comprimido. O difluoretano que ela libera é frio – frio o suficiente para esfriar vapor de álcool, que é o que você precisa para uma câmara de nuvens. O vapor superresfriado se condensará ao longo das rotas de partículas ionizadas como um rastro de avião em miniatura.

A única coisa que você provavelmente não terá à mão é uma fonte de partículas ionizadas, mas você ficaria surpreso em saber quantos itens domésticos são levemente radioativos. Fornecedores de material científico também vendem fontes de teste.

Mesmo sem uma fonte, você pode usar a câmara para observar raios cósmicos – partículas energéticas do espaço exterior.

O copo plástico é a câmara em si. É assim que se prepara:


  • Corte um pedaço da esponja em um quadrado com alguns centímetros, ensope-a com álcool, e fixe-a ao fundo de um copo plástico transparente, grudando-a ali com fita adesiva.

  • Instale sua fonte radioativa, se você tiver uma, no interior do copo logo abaixo da borda. Eu acho importante instalar a fonte no copo em vez de simplesmente deixá-la no fundo da câmara; dessa forma, você reduz a velocidade com que a fonte fica banhada em álcool.

  • Corte um círculo da lixa preta para cobrir a borda do copo. Isso lhe dará um fundo escuro contra o qual observar rastros de partículas.

  • Achate a forma laminada de cupcake, centralize o círculo de papel nela e grude-o com fita adesiva.

  • Pressione durepox em volta da borda do copo. Esse será o selante entre o copo e a lâmina.

  • Vire o copo de cabeça para baixo.

  • Coloque sua câmara acima da bandeja laminada para capturar o difluoretano liberado pela lata de ar comprimido. Eu montei o copo em uma bancada de laboratório de química, mas você pode simplesmente segurá-la com a mão (o que é melhor de certa forma, porque sua mão aquece a esponja, aumentando a evaporação do álcool).

  • Ilumine a câmara com a lanterna. Eu obtive os melhores resultados com a lanterna quase na horizontal e tocando o copo para minimizar a reflexão sofrida pela luz no plástico. 


 Funcionou para mim, mas pode ser diferente para cada um, então faça seus ajustes.

Para operar a câmara, desligue as luzes do quarto, segure a lata de ar de cabeça para baixo e espirre-a no laminado por alguns segundos. Repita a cada 10 segundos mais ou menos para manter o laminado frio. Um sinal de que ele está frio o bastante é a formação de cristais de gelo na parte de fora. 

Dentro do copo, uma névoa de gotículas de álcool se formará quase imediatamente a um centímetro da lixa. Se você tiver uma fonte radioativa, você deve começar a ver rastros irradiando dela. Se não, você verá uma faixa de raios cósmicos no fundo da câmara a cada 20 segundos, mais ou menos. Se não conseguir ver nada, mude o ângulo da iluminação. Eu obtive resultados significativamente melhores substituindo o laminado e a lixa por um quadrado de folha de alumínio coberto com fita isolante preta. 

As latas de spray são gastas rapidamente, então eu comprei uma caixa com quatro. Para prolongar o espetáculo de partículas, compre um pouco de gelo seco – minha sorveteria local vende – e coloque a câmara sobre um bloco dele.

Tenha uma boa caça a partículas! 
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