1. Εισαγωγή

Σωματίδια που έρχονται από το σύμπαν διασχίζουν την γη όλη την ώρα – είναι αβλαβή αλλά αόρατα σε εμάς. Οι θάλαμοι νεφών (Cloud Chambers) είναι ανιχνευτές που κάνουν τα ίχνη αυτών των σωματιδίων ορατά. Μερικές δεκαετίες πριν, αυτοί οι ανιχνευτές χρησιμοποιήθηκαν στα πρώτα σωματιδιακά πειράματα φυσικής. Οι ακόλουθες οδηγίες θα σας βοηθήσουν να φτιάξετε το δικό σας θάλαμο νεφών.


2. H ιστορία των θαλάμων νεφών

Ο θάλαμος νεφών είναι ένας από τους παλαιότερους ανιχνευτές σωματιδίων, και οδήγησε σε πολλές ανακαλύψεις στην σωματιδιακή φυσική. Επίσης σχετίστηκε με δύο βραβεία Νόμπελ!

Charles T. R. Wilson (1869-1959)

Aυτός ο Σκωτσέζος φυσικός ήθελε να μελετήσει σχηματισμό νεφών και οπτικά φαινόμενα σε υγρή ατμόσφαιρα. Σύντομα ανακάλυψε πως είχε κατα λάθος εφεύρει έναν ανιχνευτή σωματιδίων. Τελειοποίησε τον πρώτο θάλαμο νεφών το 1911 και έλαβε βραβείο Νόμπελ το 1927.

Carl Anderson (1905-1991)

Αυτός ο Αμερικανός φυσικός ανακάλυψε το ποζιτρόνιο το 1932 και το μυόνιο το 1936 χρησιμοποιώντας έναν διαφορετικό θάλαμο νεφών. Έλαβε βραβείο Νόμπελ το 1936. Ο Άντερσον χρησιμοποίησε αλκοόλ αντί για νερό για να σχηματίσει ένα πιο ευαίσθητο νέφος και εγκατέστησε ένα δυνατό μαγνητικό πεδίο στον θάλαμο του.


3. Λίστα εξοπλισμού

Ο εξοπλισμός που απαιτείται για να φτιάξετε τον δικό σας θάλαμο νεφών αποτελείται από τα εξής:

Πλαστικό δοχείο

Ένα καθαρό, διάφανο πλαστικό δοχείο σαν κουτί με ανοιχτή πάνω πλευρά, περίπου 20x30x15cm. Εναλλακτικά, οποιοδήποτε πλαστικό ή γυάλινο δοχείο. Εμείς χρησιμοποιήσαμε ένα διάφανο πλαστικό δοχείο τροφίμων με διαστάσεις: 32x20x14cm.

Τσόχα/Πανί

Μια χοντρή τσόχα (λίγα mm) για να τοποθετηθεί στο κάτω μέρος του πλαστικού δοχείου. Eναλλακτικά, σφουγγάρι, χαρτοπετσέτες μιας χρήσης, ή πανάκι τύπου wettex. Εμείς χρησιμοποιήσαμε ένα κοινό σφουγγαρόπανο που βρήκαμε σε σούπερ μάρκετ.

Καρφάκια στερέωσης

Διχαλωτά καρφάκια για να ενώσετε την τσόχα στο μέσα μέρος του πάτου του κουτιού.
Εναλλακτικά, δεματικά καλωδίων, σύρμα, μαγνήτης.

Κουτί/Φελιζόλ

Ένα κουτί που θα τοποθετήσουμε τον ξηρό πάγο. Εναλλακτικά, χαρτόκουτο, κουτί φελιζόλ ή ξύλινα κουτιά. Εμείς χρησιμοποιήσαμε κουτιά φελιζόλ 20x30x13 που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά φαρμάκων και βρήκαμε από φαρμακείο.

Μεταλλική πλάκα

Μια μεταλλική πλάκα για να τοποθετηθεί πάνω στο κουτί που θα περιέχει ξηρό πάγο (είναι σημαντική η καλή θερμική αγωγιμότητα) να καλύπτει τελείως την ανοιχτή μεριά του δοχείου. Χρειάζεται να είναι μαύρη και θα μπορούσε να έχει μικρές εγκοπές για να ταιριάζουν στα πλαϊνά τοιχώματα του πλαστικού δοχείου. Εμείς ζητήσαμε από ένα σιδηρουργείο να μας κόψει μία λεπτή λαμαρίνα διαστάσεων 20×30 με μαύρο χρώμα.

Φακός ή φωτεινή πηγή

Μία πολύ έντονη πηγή φωτός: φακός, ταινία led, επαναφορτιζόμενη λάμπα, φακός κεφαλής. Εμείς χρησιμοποιήσαμε τους φακούς από τα κινητά μας τηλέφωνα.

Προστατευτικός εξοπλισμός

Για να αγγίξουμε τον ξηρό πάγο και την ισοπροπανόλη, είναι απαραίτητο να φοράμε προστατευτικό εξοπλισμό:

  • Γάντια κατάψυξης (για τον ξηρό πάγο). Εναλλακτικά χοντρά γάντια εργασίας και μία πλαστική σέσουλα.
  • Πλαστικά γυαλιά ασφαλείας (για τον ξηρό πάγο και την ισοπροπανόλη)
  • Προστατευτικά γάντια νιτριλίου (για την ισοπροπανόλη)

Ξηρός πάγος

Στερεό διοξείδιο του άνθρακα (CO2) στους -78°C. Διαβάστε τις οδηγίες ασφαλείας!!! Αγγίζοντας το κατευθείαν μπορεί να προκαλέσει έγκαυμα, όταν εξατμίζεται ο ξηρός πάγος θα εμπλουτίσει τον αέρα με διοξείδιο του άνθρακα, οπότε αυτό να χρησιμοποιείται μόνο σε καλά αεριζόμενο δωμάτιο. Ο ξηρός πάγος σε αεροστεγή δοχεία θα δημιουργήσει υψηλή πίεση.

Εμείς, πέραν των γαντιών χρησιμοποιήσαμε και πλαστική σέσουλα για να τον τοποθετήσουμε στα φελιζόλ των θαλάμων.

Ισοπροπυλική αλκοόλη/Ισοπροπανόλη

Καθαρή κατά 90% ισοπροπυλική αλκοόλη. Διαβάστε τις οδηγίες ασφαλείας!!! Κρατήστε τη μακριά από παιδιά, ποτέ μην την πιείτε και χειριστείτε τη με προστατευτικά γάντια (πχ. νιτριλίου) και γυαλιά ασφαλείας. Θα τη βρείτε σε Φαρμακεία (ως αντισηπτικό).