Детектор на таинственных частицах
Мюоны – заряженные частицы, которые появляются, когда космические лучи сталкиваются в воздухе с молекулами газов. В результате столкновений мюоны разгоняются до околосветовых скоростей и могут проникать на сотни метров вглубь Земли. Каждый квадратный метр поверхности поглощает около 10 тыс. мюонов.
Мюонные сканеры используют для исследования пирамид в Гизе (Египет). Устройства способны обнаружить в древних памятниках пустоты и тайные комнаты.
Домашний мюонный сканер позволит окунуться в мир физики частиц студентам, школьникам и людям, которые интересуются наукой. Возможно, устройство позволит раскрыть природу космических лучей, порождающих мюоны. Высказываются и более фантастические предположения – сканеры позволят спецслужбам найти скрытые ядерные реакторы.
Как сделать это дома
Спенсер Аксани и его коллеги из Массачусетского технологического института создали детектор размером со смартфон, который работает от двух батареек АА. Устройство позволяет проводить опыты и распознавать различные частицы, в том числе нейтрино.
Упрощенную версию детектора PINGU, который используется в нейтринной обсерватории IceCube в Антарктике, можно собрать дома без особых сложностей. Детектор включает алюминиевую емкость, которая заполнена флуоресцирующей жидкостью или пластиком, а её поверхность изнутри покрывают фотодатчики. Есть и экран, на котором отображается информация о параметрах потока мюонов. Собрать его можно из комплектующих с eBay и других ресурсов, общая стоимость – около 100 долларов, и она будет ниже, если выпускать детекторы начнут массово.
Как работает детектор
Датчики детектора фиксируют вспышки излучения Вавилова-Черенкова, которые сопровождают прохождение мюона через воду. Определить физические свойства частицы можно по силе и продолжительности свечения, а также ряду других параметров. Затем специальные программы для Arduino или другой платформы обрабатывают данные, отсеивая случайные срабатывания. Анализируя эту информацию, можно сделать однозначный вывод о виде и природе частицы.
