Particelle nella Nebbia

Quali particelle possono essere viste nella camera a nebbia ? Dato che il principio di funzionamento è basato sulla ionizzazione provocata dal passaggio della particella ne consegue che maggiore è la capacità di ionizzazione e maggiore sarà la visibilità della traccia.
Le particelle alpha producono tracce corte e piuttosto larghe, i muoni producono tracce rettilinee e ben visibili, mentre gli elettroni producono tracce più sottili che possono essere rettilinee oppure curve se vengono diffusi. La tabella che riportiamo sotto, tratta dal manuale CERN SCoolLAB DIY Cloud Chamber, sintetizza le caratteristiche delle tracce più frequentemente visibili nella camera a nebbia.

Con la camera a nebbia descritta nel post La Camera a Nebbia abbiamo fatto alcune prove utilizzando anche sorgenti radioattive campione collocate all’interno della camera. Le immagini ed i video riportati nel seguito mostrano i risultati ottenuti.

Particelle Alpha

Le particelle alpha hanno range, in funzione della energia di emissione, di pochi centimetri e producono tracce corte e piuttosto larghe. Abbiamo fatto una prova inserendo una sorgente alpha di Am 241 (da sensore di fumo). Le tracce che si ottengono nella nostra camera a nebbia non sono molto evidenti però sono comunque visibili come mostrato nella immagine e nel video riportati sotto.

Muoni da Raggi Cosmici

I muoni, i “cugini” pesanti degli elettroni, vengono continuamente prodotti dalla interazione dei raggi cosmici primari con i nuclei presenti nella alta atmosfera. Questi muoni sono molto energetici e penetranti, hanno energie dell’ordine di 100 MeV – 1 GeV e sono in grado di percorrere centinaia di metri all’interno di materia densa come roccia o acqua. L’interno della camera a nebbia è continuamente attraversato da muoni (con un rateo di qualche evento al secondo) provenienti principalmente dall’alto. Le tracce dei muoni con direzione verticale non sono chiaramente visibili nella nostra camera a nebbia perchè lo strato sensibile e solo di 1 – 2 centimetri. Sono invece ben visibili le tracce dei muoni con direzione più inclinata, come quello mostrato nella immagine riportata sotto. Le tracce lasciate dai muoni sono rettilinee e ben evidenti data l’elevata capacità di ionizzazione di queste particelle.

Particelle Beta – Elettroni

Gli elettroni ed i positroni provengono dal decadimento beta di elementi radioattivi, possono però provenire anche dalla interazione dei raggi cosmici primari, proprio come i muoni descritti nel paragrafo precedenti. Le tracce lasciate dalle particelle beta (elettroni, positroni) sono piuttosto sottili perchè il potere di ionizzazione è piuttosto ridotto. Se l’energia è sufficientemente elevata le tracce saranno rettilinee, altrimenti saranno tracce irregolari a causa dello scattering subito. Le tracce più irregolari possono anche essere prodotte da foto-elettroni prodotti per effetto fotoelettrico. Le immagini ed i video riportati sotto mostrano alcune di queste tracce. Per queste prove abbiamo inserito all’interno della camera a nebbia una debole sorgente costituita da un frammento di uraninite inglobato in un disco di plastica.

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