O segredo nebuloso das partículas atômicas

O século XIX foi a Era da Invenção, da Inovação. A Era que ficou conhecido os processos que envolvem a Termodinâmica e o alvorecer da Era Atômica. O problema é a natureza elusiva do átomo. Como determinar algo tão pequeno? Charles Thomson Rees Wilson, em 1897, criou o que viria a ser chamada de “Câmara de Wilson” ou “Câmara de Nuvens”.

Este dispositivo consiste em um eficiente método de identificação de partículas subatômicas por meio de uma câmara com interior saturado de vapor d’água num equilíbrio meta estável. Sabe quando o avião passa pela atmosfera e deixa aquela fumacinha branca? Pois é, não é fumaça nem chemtrails. É o vapor d’água que está em equilíbrio metaestável em alta-altitude, mas não passou pro estado líquido (nuvens são água no estado líquido, lembre-se). Quando o avião passa, o equilíbrio desloca para onde tem que ser e o vapor d’água condensa, formando nuvens como rastro.

No caso da câmara de Wilson, o princípio é o mesmo. Trata-se de um ambiente selado e saturado com vapor d’água. Ao se deixar partículas neste ambiente, como partículas alfa (que nada mais são núcleos de hélio com dois prótons e dois nêutrons), para depois bombardeá-las com raios-X acontece a energização da partícula pelo raio-X e acaba interagindo com a mistura gasosa expulsando os elétrons ou outras partículas, das moléculas de gás por meio de forças eletrostáticas durante as colisões. Da mesma maneira que o avião viajando no céu e criando o rastro de condensação, os elétrons expulsos viajam rápido, perturbando o meio. O vapor se condensa e cria-se o rastro de condensação.

Esses rastros de condenação não são iguais, nada na Natureza é absolutamente igual a outra coisa. Dessa forma, os rastros serão diferentes. A partícula alfa deixa rastros espessos e retos, enquanto uma trilha de elétron é fina e mostra mais evidências de deflexões por colisões.

Uma variação da câmara de Wilson é a câmara de difusão de nuvem, desenvolvida em 1936 por Alexander Langsdorf. Esta câmara difere da câmara de nuvem de expansão porque é continuamente sensibilizada à radiação e porque o fundo deve ser resfriado a uma temperatura bastante baixa, geralmente abaixo de –26 °C. Em vez de vapor d’água, o álcool (que pode ser o etílico ou isopropílico) é usado por causa do baixo ponto de congelamento. Câmaras de nuvens resfriadas por gelo seco ou resfriamento termoelétrico por efeito Peltier são dispositivos comuns de demonstração e amadores; o álcool usado neles é comumente álcool isopropílico ou álcool desnaturado.

No vídeo a seguir, vemos partículas alfa emitidas por uma amostra de polônio, um material naturalmente radioativo.

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