Η εμπειρία που λαμβάνουμε από τις αισθήσεις μας είναι ένα ακράδαντο επιχείρημα για την αποτελεσματικότητα τους. Μία όμορφη καλοκαιρινή μέρα, είναι δύσκολο να αμφισβητήσουμε πως ο Ήλιος εκπέμπει μία λευκή φωτεινή λάμψη και τίποτα άλλο. Στην πραγματικότητα όμως τα μάτια μας ανιχνεύουν ένα πολύ μικρό μέρος του κόσμου γύρω μας.
Μία απλή ακτινογραφία αρκεί για να συνειδητοποιήσεις ότι μπορεί να διαπερνάσαι από φως, ακούσια αποκαλύπτοντας του όλα τα μυστικά σου, αλλά να μην έχεις ιδέα. Η ιατρική ραδιολογία έχει χαλιναγωγήσει τη δύναμη της ακτινοβολίας για να μελετήσει το ανθρώπινο σώμα. Ο Micromegas χρησιμοποιεί αρχές σωματιδιακής φυσικής για να στρέψει το μικροσκόπιο στις αόρατες ακτίνες.
Τα διαφορετικά είδη ακτινοβολίας αποτελούνται από διαφορετικά
υποατομικά σωματίδια σε διάφορα μήκη κύματος. Οι ακτίνες Χ και
Gamma και το ορατό φώς, για παράδειγμα, είναι φωτόνια με
διαφορετικά μήκη κύματος. Ενώ, οι ακτίνες Beta αποτελούνται από
ηλεκτρόνια ή/και τα θετικά φορτισμένα αδέρφια τους, τα ποζιτρόνια.
Ως σωματίδια, αλληλεπιδρούν με την ύλη επηρεάζοντας τα ηλεκτρόνια
των ατόμων. Όταν φωτόνια έρχονται σε επαφή με υλικά εκπέμπονται
ηλεκτρόνια: το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Παρομοίως, άλλα υποατομικά
σωματίδια προκαλούν ιονισμό στην ύλη, εκτοπίζοντας ηλεκτρόνια από
τις εξωτερικές στοιβάδες των ατόμων με τα οποία αλληλεπιδρούν.
Ελλείψει ηλεκτρικού πεδίου, το ζευγάρι θετικού ιόντος και
ηλεκτρονίου, έλκονται κι ενώνονται ξανά.
Ο Micromegas δημιουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο του
επιτρέπει να εκμεταλευτεί το στιγμαίο χωρισμό ηλεκτρονίου από το
γονεϊκό του άτομο. Συλλέγει δεδομένα για τη θέση του ανά χρονική
στιγμή, άρα την πορεία του, αλλά και την ενέργεια του. Επειδή το
επίπεδο της ενέργειας τη στιγμή της παρατήρησης είναι αναλογικό με
αυτό όταν τη στιγμή εισόδου στον ανιχνευτή, υπολογίζεται η
απορρόφηση και η αρχική του κατάσταση.
Ο ανιχνευτής απαρτίζεται από τρία επίπεδα. Το υψηλότερο είναι
αρνητικά φορτισμένο, ενώ το κατώτερο θετικά. Οι μετρήσεις των
δεδομένων γίνονται από αισθητήρες κάτω από το θετικά φορτισμένο
επίπεδο. Η διαφορά φορτίου προκαλεί ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο
αναλογικά με το μέγεθος του Micromegas, αλλά και με τα φορτία
των εν λόγω σωματιδίων. Ανάμεσα στα δύο αυτά επίπεδα, βρίσκεται
ένα τρίτο, το μικροπλέγμα. Αυτό είναι πλησιέστερο στην άνοδο, το
κατώτερο επίπεδο, και έχει μικροσκοπικές τρύπες. Το
ηλεκτρομαγνητικό πεδίο είναι πο ισχυρό στο μέρος του ανιχνευτή
ανάμεσα στα δυο κατώτερα επίπεδα.
Το εσωτερικό του Micromegas περιέχει στο μεγαλύτερο του μέρος
κάποιο ευγενές αέριο, όπως το αργό, προσμεμιγμένο σε μικρή
αναλογία με άλλα αέρια, όπως διοξείδιο του άνθρακα ή μεθάνιο. Τα
σωματίδια εισέρχονται στον ανιχνευτή και ιονίζουν τα αέρια. Τα
ηλεκτρόνα που απελευθερώνονται δεν ενώνονται με τα γονεϊκά τους
άτομα, αλλά έλκονται από το θετικά φορτισμένο “ισόγειο” της
κατασκευής.
Μόλις περνούν από τις τρύπες του μικροπλέγματος, έρχονται αντιμέτωπα με ένα πολύ ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Η επιπλέον ενέργεια προκαλεί μία χιονοστιβάδα αντιδράσεων. Αλυσιδωτά συμβάντα ιονισμού πολλαπλασιάζουν το φαινόμενο που καταγράφεται από τους αισθητήρες του κατώτερου επιπέδου.
Θέλεις να μάθεις περισσότερες λεπτομέρειες για το πώς να συμμετάσχει το σχολείο σου; Μη διστάσεις να επικοινωνήσεις μαζί μας!
Υπεύθυνος Προγράμματος
Τηλέφωνο
e-mail
