Rendere visibili le particelle

Particelle cosmiche dallo spazio colpiscono costantemente la terra. Ci attraversano ma noi non possiamo nè vederle nè sentirle. Una camera a nebbia rende visibili le particelle cosmiche. L’esperimento può essere realizzato con gli studenti in soli cinque-dieci minuti. Si adatta bene ad una lezione di fisica astroparticellare o di fisica delle particelle.

Istruzioni e ulteriori informazioni sono disponibli qui di seguito.

Durante una giornata di formazione al CERN gli insegnanti di fisica svizzeri costruiscono una camera a nebbia.
Durante una giornata di formazione al CERN gli insegnanti di fisica svizzeri costruiscono una camera a nebbia.Immagine: Christine Plass

Il fisico Hans Peter Beck spiega cosa può essere osservato con una camera a nebbia: "Con questo esperimento le particelle cosmiche possono essere rese visibili, tuttavia solo molto raramente per gli eventi che appaiono nelle camera a nebbia si tratta di tracce di particelle cosmiche. Il motivo è il seguente: le particelle cosmiche provengono per lo più dall’alto e solo raramente dai lati. Non sono, quindi, visibili se non come brevi tracce o piccoli punti. Poichè lo strato di nebbia ha uno spessore di pochi millimetri, quello che viene sparato attraverso la verticale può lasciare solo una breve traccia verticale. Solo pochissime particelle cosmiche provengono dal lato e possono dunque generare una traccia lunga. Quello che principalmente si vede con una camera a nebbia è la radioattività nell’ambiente. Ci sono sempre e ovunque nuclei radioattivi che causano il decadimento alfa e il decadimento beta. Appena un nucleo decade all’interno dello strato di nebbia, la particella alfa (nucleo He) o la particella beta (elettrone) hanno l’opportunità di creare una lunga scia nella nebbia. Anche in questo caso (ma è piuttosto raro) puo’ accadere che una particella alfa o un’elettrone volino perpendicolarmente allo strato di nebbia, in questo modo si può osservare una piccola traccia visibile per pochissimo tempo che pero’ non è originata da particelle cosmiche.

In breve: Con la nostra camera a nebbia è possibile osservare particelle cosmiche quali soprattutto Alfa e Beta che vengono generate da nuclei radioattivi. Le tracce piu’ spesse maggiormente visibili a occhio nudo sono le particelle Alfa.