Webinar e dimostrazione live della camera a nebbia:
18:30 - 20:00
A seguire incontro con i ricercatori live dal Fermilab (USA)!
Direttamente dalle sale sperimentali del Fermilab, uno sguardo sul rivelatore in costruzione: una grandissima "camera" ad Argon liquido che fotografa le interazioni di neutrino!
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Riprodurremo dal vivo una camera a nebbia semplice ma perfettamente funzionante: seguite qui i passaggi per prepararne una anche voi e riprodurre un rivelatore di particelle a casa vostra!
Come vedrete dalle foto e dallo streaming on line, si tratta di uno strumento abbastanza "artigianale", ma dalla lunga storia nella fisica delle particelle (scoprite qui qualcosa in più sulle prime camere a nebbia di inizio '900).
Con la nostra camera a nebbia possiamo letteralmente "vedere" le tracce delle particelle che continuamente attraversano i nostri corpi: i raggi cosmici e la radioattività naturale. Attraverso la nebbia scopriremo muoni, elettroni, particelle alfa... niente di cui preoccuparsi, fanno parte del nostro ambiente da ben prima di noi!
Di cosa abbiamo bisogno? Ecco la lista della spesa:
- Scatola trasparente
- Feltro
- Alcool isopropilico
- Ghiaccio secco
- Base metallica
Come vedremo nella dimostrazione on line, una volta montata, nella camera si forma uno strato di "nebbia", data dal vapore sovra-saturo di alcool isopropilico. Questo manto si forma alla base, grazie alla differenza di temperatura tra la base metallica, raffreddata dal ghiaccio secco, e la parte superiore della scatola, posta a temperatura ambiente. Lo spessore del manto di nebbia dipende dal gradiente di temperatura e dalle dimensioni della camera, occorrono almeno alcuni centimetri per poter vedere le nostre tracce!
Al passaggio delle particelle cariche, infatti, il vapore viene ionizzato lungo la traiettoria: le goccioline di vapore attraversate diventano ioni e agiscono come centri aggregatori per altre goccioline, diventando quindi ben visibili proprio dove sarà passata una particella! Vedrete così formarsi nella nebbia delle sequenze di gocce più grandi, che insieme impareremo a riconoscere!
Per poter individuare meglio le tracce, illuminiamo la base della scatola con una fila di LED, i nostri fari nella nebbia.
Ma cosa sono queste particelle che continuamente attraversano la camera a nebbia, e dunque anche noi?
Sono raggi cosmici!
I veri e propri raggi cosmici sono particelle e nuclei atomici di alta energia che provengono principalmente dall'esplosione di Supernovae, dalla nostra e da altre galassie. Viaggiano nel cosmo e colpiscono la Terra da ogni direzione, ma per fortuna abbiamo l'atmosfera che ci protegge!
Infatti, grazie all'urto dei raggi cosmici primari con i nuclei dell'atmosfera, si creano cascate di particelle secondarie, che decadono e producono a loro volta quelle che vediamo al livello del mare: principalmente muoni ed elettroni. Oltre a tantissimi neutrini, che però essendo neutri non possiamo vedere in rivelatori come la camera a nebbia!
Vedremo insieme come riconoscere tra loro le diverse tracce lasciate dai muoni, dagli elettroni e dai nuclei (molti di questi ultimi non sono raggi cosmici, ma particelle alfa prodotte dalla radioattività naturale).
Camera a nebbia in funzione per la Notte dei Ricercatori 2018: riconosci già le tracce?
Assemblaggio della camera a nebbia per la Notte dei Ricercatori 2020:
