Используйте пространство: домашний домашний детектор только за 100 долларов
Оригинал на Дэвиде Шнайдер
В середине 1960-х годов пришла сумасшедшая идея победителя Нобелевской премии Луису Альваресу. Он предлагает использовать Muoni — субатомные частицы с большой проникающей силой, которые создаются, когда космические лучи попадают в атмосферу Земли — для поиска скрытых камер в одной из пирамид в Гизе.
Муно — тяжелые родственники электронов, которые движутся почти со скоростью света. Они могут проникать в проникновение многих метров через твердую скалу, в том числе через известняковые и гранитные блоки, используемые при строительстве пирамид. Однако некоторые из этих Мюлонов будут поглощены этим плотным материалом, что означает, что Они могут быть использованы для «x -ray» пирамиды, показывающей ее внутреннюю структуруВ 1968 году Альварес и его коллеги начали делать измерения Муно с камеры, лежащей в основе гифренной пирамиды.
Они не находят никаких скрытых камер, но подтверждают возможность использования техники, которую они называют Muonna ТомографияS С тех пор физики используют его для обнаружения скрытых входных валов над туннелями, для изучения магма -бассейнов в вулканах и даже для проверки поврежденных реакторов на Фукусиме. А в 2017 году измерения мюон Наконец, они показали скрытую камеру в одной из пирамид Гизы.
Вы также можете провести аналогичные эксперименты с оборудованием, которое может быть сделан по принципу выполнения всего около 100 долларовС
Несмотря на то, что уже есть хорошо документированные проекты для дешевых детекторов слизистой оболочки (в частности, проект космических часов Массачусетского технологического института), я решил создать простое и немного более дешевое устройство. Я купил два набора счетчиков волынки по цене всего 23 доллара за каждыйS, хотя и называется «комплект», доска, которую я открываю, на самом деле продается полностью собрана, за исключением ключевого компонента: труба Gage Mueller (как трубы GM, я решил использовать tЯзыки, которые считаются лучшими: русские трубы SBM-20Многие такие лампы продаются на eBay продавцами из Украины, за исключением того, что цены там высоки. Я смог найти несколько таких труб от американских поставщиков всего за 49 долларов.
«Почему два сета и две трубы?«-Возможно, вы спросите. Это потому, что трубы GM реагируют не только на Muno. В частности, они запускаются ионизирующими частицами, испускаемыми радиоактивными веществами в окружающей среде, такими как продукты разрушения радона в воздухе.
Тем не менее Не так сложно отличить мюоны с высокой энергией космических лучей частиц с низкой энергией.S достаточно применить SO -Salled. Метод совпадения: только те случаи, когда две соседние трубы реагируют почти одновременно, идентифицируются; Это означает, что одна и та же частица прошла через обе трубыS Трубы в моем устройстве делятся на 25 -миллиметровые делители, что снижает вероятность частицы, излучаемой ближайшим радиоактивным распадом, чтобы пройти через обе трубы. Я также снизил эту вероятность, например Я положил слой свинцовой пластины между трубамиЧтобы улучшить параметры.
Чтобы превратить пару счетчиков Wiger в детектор матчаЯ подключил выходные данные каждой из плат (странно обозначенных как VIN, обычно контакт входного напряжения!) С свободным нано Arduino, запрограммированным на поиск удара, только если две доски зарегистрируют его в течение миллисекунды. Естественно, это означает, что детектор может только распознавать муни. Geiger -müller Tube — В этом материале просто Гм) это обнаруживает ионизирующее излучение.
Трубы ГМ активируются ионизирующим излучением, но в отличие от муно космических лучей (красных частиц), большинство земных источников (зеленые частицы) недостаточно мощны, чтобы пройти через две трубки детектора. В связи с тем, что мы записываем только активации, которые происходят почти одновременно, можно нарисовать поток Муно как функцию угла из вертикали. Наблюдаемые данные очень близки к оцененной модели.
Было легко проверить, что результаты действительно отражают поток мюон: просто Я измерил частоту регистраций в зависимости от отклонения детектора от вертикальнойПоток космического Мюлоса, падающий вертикально с неба, выше, чем поток горизонтально движущихся мюонов. Между этими экстремальными положениями поток должен иметь квадратную синусоидальную зависимость от вращения плоскости детектора.
Я положил устройство под разными углами с вертикали и записал частоту регистраций в течение не менее 12 часов. Результаты последовали за очень ожидаемыми колебаниями. Например, в полностью горизонтальном положении детектор зарегистрировал значение более чем в десять раз меньше, чем то, что было получено в вертикальном положении, но оно все еще не было нулю.
Регистрация неопрятных значений потока MUON даже в горизонтальном положении не является особенно удивительной. Расстояние всего 2,5 см между двумя трубами диаметром 1 см, так что угловое разрешение детектора довольно широкое (± 22 градуса). Это означает, что даже если мы отрегулируем устройство, чтобы обнаружить только горизонтальный поток, оно обязательно обнаружит муно, падающие под углом до 22 градусов до горизонта.
После сборки рабочей мамы я решил исследовать землю (или, по крайней мере, небольшую часть), отправившись в золотую руднику Рид в МидлендеСеверная Каролина — первый коммерческий золотой рудник в Соединенных Штатах. Я провел около двух с половиной часов в шахте, делая пять измерений длиться 30 минут каждый. Я смог легко найти все более глубокий скалистый слой над основным горизонтальным шахтным туннелем. В какой -то момент мой детектор даже удалось найти присутствие вертикального валаПоскольку отсутствие шкалы позволило больше Мюлонов войти в инструмент.
Эти измерения заняли много времени, так как было необходимо много регистраций для обеспечения достаточной статистической точности. Это требует терпения. Но это неплохой способ использовать силу пространства, даже глубоко под землей!
В оригинале оригинальной статьи есть много комментариев:
«И если не две, но три или более труб используются, угол наблюдения становится намного меньше или будет даже проще, если расстояние между трубами будет увеличено».
«Существует идея сделать серию или матрицу труб GM, чтобы разместить один, чтобы оценить поток MUON с нескольких направлений одновременно».
«В целом, ищите Google A« телескоп Monion », и нет необходимости в матрицах, достаточных двух труб, и не требуется FPGA и обработка, одной из наиболее высоких логики из самых простых логических элементов является достаточной. И четыре труб Задержка блока между трубами — бутылкой воды, чтобы мы косвенно измеряли энергию.
Вы можете поместить все это на подвижную механическую плоскость … «
Может ли кто -нибудь из прочтения этого материала иметь свою собственную идею улучшения этого интересного устройства и как его использовать?
