Mlžná komora aneb jak vidět neviditelné

Anotace

Protony, neutrony, elektrony… tím to ale nekončí. Svět elementárních částic je mnohem pestřejší – a překvapivě ho nemusíme hledat jen v urychlovačích částic. Stačí vzhlédnout k obloze nebo se rozhlédnout kolem sebe. Z vesmíru k nám neustále proudí kosmické záření – částice letící rychlostmi blízkými rychlosti světla. Když narazí do atmosféry, vzniká sprška dalších částic, z nichž některé jsme schopni zachytit i tady na Zemi. Pomocí mlžné komory si jejich stopy skutečně ukážeme: uvidíte dráhy mionů, elektronů i pozitronů a zjistíte, jak vypadají stopy alfa, beta či gama záření.

Možná vás překvapí, jak intenzivní a nepřetržitý je neviditelný „letecký provoz“ částic, který se kolem nás odehrává každou sekundu. Společně si ho zviditelníme – a dotkneme se fyziky na té nejzákladnější úrovni.

Průběh

V tomto kurzu začneme trochou teorie, budeme se velmi stručně věnovat těmto tématům:

- elementární částice a interakce

- kosmické záření a ionizující záření alfa beta gama

- radioaktivita, poločas rozpadu

- výskyt a využití některých radionuklidů

Pak přejdeme k praktickým věcem, sestavíme si mlžnou komoru a budeme pozorovat dráhy letu alfa částic, elektronů a pozitronů, uvidíme, jaké stopy v mlžné komoře zanechávají gama fotony. Občas proletí i nějaký mion nebo antimion.

Zdrojem ionizujícího záření bude kosmické záření a hlavně radionuklidy, které se vyskytují nejenom kolem nás, ale i v nás. Některé tyto radionuklidy s krátkým poločasem rozpadu neustále vznikají právě díky kosmickému záření, jiné s dlouhým poločasem kdysi vznikly při hvězdných katastrofách.

Ionizující záření i “uslyšíme”, pomocí Geiger-Müllerova počítače, a dozimetrem změříme přibližný přirozený dávkový příkon, změříme i zvýšení příkonu a uvidíme i zvýšený letecký provoz částic v mlžné komoře, když přiložíme kousek nerostu s oxidem uraničitým nebo svářečskou elektrodu s oxidem thoričitým.

Experiment

Studenti se spolupodílejí na sestavení a zprovoznění suchým ledem chlazené mlžné komory. Pro tento experiment je vhodná místnost se zatemněním (není podmínkou). Jako doplněk kurzu účastníci provedou se suchým ledem i několik fyzikálních a chemických pokusů.

Délka

45 minut, 90 minut