Come rilevare particelle con una tazza di caffè caldo: un esperimento sorprendente

• Materiali semplici: Puoi creare una cloud chamber con pochi materiali economici, incluso il ghiaccio secco
• Effetto delle particelle: I raggi cosmici possono essere visualizzati tramite tracce formate da gocce di alcol in una camera satura
• Alternativa casalinga: Una tazza di caffè o tè caldo può rivelare fenomeni simili, visibili come crepe o linee sulla superficie
• Teorie contrastanti: I movimenti osservati possono dipendere da convezione, cariche elettriche o raggi cosmici
• Un fenomeno affascinante: Questo esperimento unisce scienza e quotidianità, trasformando un gesto comune in un’indagine cosmica

Hai mai pensato che una semplice tazza di caffè caldo possa diventare uno strumento per osservare particelle invisibili? Il canale YouTube The Action Lab, condotto da James Orgill, ha dimostrato come una bevanda fumante possa rivelare fenomeni simili a quelli osservati in un sofisticato cloud chamber. Scopriamo come funziona questo affascinante esperimento scientifico casalingo e cosa si cela dietro queste misteriose tracce.

Come costruire una cloud chamber con materiali facilmente reperibili

Per chi vuole cimentarsi in un vero e proprio esperimento di fisica, creare una cloud chamber è più semplice di quanto sembri. Questo dispositivo consente di osservare il passaggio di particelle come muoni e radon, rivelando il loro percorso tramite tracce visibili in un ambiente saturo di alcol evaporato. Ecco come costruirne una:

1. Materiali necessari:
   • Una vaschetta di plastica o un bicchiere trasparente.
   • Una spugna o del feltro.
   • Alcol isopropilico.
   • Un pezzo di ghiaccio secco (l’unico materiale meno comune, ma essenziale).
2. Procedimento:
   • Imbevi il feltro o la spugna nell’alcol e fissali alla parte superiore della vaschetta.
   • Posiziona la vaschetta sopra il ghiaccio secco. Questo creerà un gradiente termico, con l’alcol che evapora nella parte superiore e si ricondensa nel fondo, dove l’aria diventa supersatura.
   • Quando una particella attraversa questa zona, provoca la ionizzazione delle molecole di alcol, generando piccole gocce visibili come strisce o tracce.

Grazie a questo sistema, puoi osservare diverse particelle cosmiche. Ad esempio, i radon si mostrano con tracce più spesse, mentre i muoni, provenienti dai raggi cosmici, formano linee sottili e allungate.

Un’alternativa ancora più semplice: una tazza di cioccolata calda

Se non hai a disposizione del ghiaccio secco, non disperare. Una normale tazza di tè, caffè o cioccolata calda può fare al caso tuo. In condizioni di illuminazione ottimali, potresti notare una patina di goccioline formarsi sulla superficie del liquido. Questa sottile pellicola, sostenuta dal vapore o da differenze di carica elettrica, può mostrare movimenti e formazioni simili a quelle delle tracce di particelle.

Le gocce, infatti, sembrano formare linee che si dissolvono in modo simile ai pattern osservati in una cloud chamber. Questo fenomeno è stato descritto già nel 1922 dal fisico giapponese Torahiko Terada nel saggio “A Cup of Hot Tea”. Anche se la scienza non ha ancora trovato una spiegazione definitiva, le ipotesi spaziano dalle forze di convezione interne al liquido fino al ruolo dei raggi cosmici.

Un dettaglio intrigante è il comportamento delle goccioline: si dissolvono individualmente o a gruppi, propagando un effetto a catena con una velocità di circa 1 metro al secondo. Una teoria ipotizza che il fenomeno sia influenzato da disturbi elettrici causati dai raggi cosmici, sebbene non vi sia certezza.

Le conclusioni di James Orgill

James Orgill, con il suo esperimento casalingo, ha esaminato i movimenti delle goccioline in una tazza di caffè caldo. Ha escluso l’effetto delle radiazioni gamma, ma ha osservato che un campo elettrostatico nelle vicinanze influenzava il comportamento del vapore, similmente a quanto accade in una cloud chamber. Tuttavia, le tracce osservate sembravano seguire i movimenti convettivi naturali del liquido più che l’intervento dei raggi cosmici.

La domanda rimane aperta: queste goccioline danzanti sono davvero una finestra sul mondo delle particelle cosmiche o un semplice gioco di forze fisiche nel liquido? Orgill invita i suoi spettatori a osservare e trarre le proprie conclusioni, lasciando spazio al dibattito.

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Questo articolo è stato verificato con:

• https://www.iflscience.com/you-might-be-able-to-use-a-mug-of-hot-drink-as-a-particle-detector-76839
• https://youtu.be/rMGSBNz43H4?t=463
• https://www.nature.com/articles/srep08046

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