Mentre ti muovi, potresti non esserne consapevole, ma i muoni attraversano il tuo corpo a una velocità di circa 10.000 muoni al minuto. Queste particelle, simili agli elettroni ma con una massa maggiore e un momento magnetico diverso, vengono generati dalla collisione dei raggi cosmici nell’atmosfera terrestre. Nonostante la loro breve vita di circa 2.2 microsecondi, i muoni possono essere rilevati sia sulla superficie che al di sotto della Terra. La tomografia a muoni permette di ottenere informazioni sulla struttura delle formazioni sotterranee.
Simili ai raggi X che penetrano il corpo per l’imaging osseo, i muoni possono attraversare centinaia di metri di roccia mantenendo una traiettoria quasi lineare prima di decadere o essere assorbiti. Un team ha dimostrato l’esistenza di una camera nascosta sotto la Grande Piramide di Giza utilizzando questa tecnica, come riportato su Nature. Un rilevatore di muoni registra la posizione e la direzione di ciascuna particella che attraversa la sua superficie, permettendo di distinguere le cavità dalla pietra.
Anche se i rilevatori di muoni professionali sono costosi, è possibile realizzarne uno a casa con costi molto contenuti. Creare un rilevatore di muoni fai-da-te è sorprendentemente accessibile. Per rilevare particelle che attraversano la tua cucina, puoi facilmente costruire una camera a nebbia utilizzando materiali comuni come una vasca di plastica, del feltro o una spugna, alcol isopropilico e ghiaccio secco.
Immergendo il feltro o la spugna nell’alcol e posizionandoli sopra la vasca posta su ghiaccio secco, si crea una camera a nebbia. Il liquido evapora nella parte superiore della camera, ma il freddo ghiaccio fa condensare il vapore verso il basso, creando una sovrasaturazione dell’aria. Quando una particella attraversa la camera, interagisce con le molecole di gas, generando piccole goccioline che evidenziano il percorso della particella.
Questa configurazione consente di visualizzare varie particelle, inclusi gli atomi di radon e i muoni. Costruire un rilevatore di muoni è affascinante e accessibile anche per i non esperti.
Per individuare specificamente i muoni, è possibile sfruttare l’effetto Cherenkov, che si verifica quando le particelle viaggiano più velocemente della luce in un mezzo. Utilizzando un fotomoltiplicatore in un contenitore chiuso e privo di luce, è possibile rilevare la radiazione Cherenkov prodotta dai muoni che attraversano il liquido contenuto nel recipiente.
Anche se questa configurazione non mostra le striature della camera a nebbia, consente di rilevare le particelle generate dalle collisioni dei raggi cosmici con l’atmosfera terrestre, offrendo un’interessante prospettiva sul mondo delle particelle elementari.
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