“我需要能盛放2.5加侖的容器、和一個小型塑膠冷卻劑、一升純異丙醇或純甲醇、一塊黑布要足夠大、和容器頂部尺寸一樣的金屬板——最好是鋁板,因為它的導熱性比鋼要好、1磅的乾冰、明亮的光源,比如一個大功率手電筒、強磁鐵或低輻射的放射源,例如煙霧探測器、舊的科爾曼燈罩或者某些含鈷的舊陶瓷、以及一個顯示器。”
這個顯示器窩瓜義勇捐軀的MP3可以代替。
但是其他的——
四人用盡了一切手段尋找,卻也只能湊個七七八八,這其中還搜刮到了窩瓜的一品82年的山寨拉菲,不知道他來沙漠帶瓶二鍋頭作甚麼?
李綠蟻首先將找到的氈布撲在了容器底部,使用黑色電工膠粘牢。
因為沒有塑膠冷卻劑,但是隻要想辦法提純出二氧化碳,就能從中解析出乾冰,將乾冰放在散熱器底部,在混合物中新增一點酒精形成泥漿,使其與金屬板有更好的熱接觸。
其次用金屬板蓋往乾冰,金屬板遠離乾冰的一面塗成黑色。
然後放置容器——將酒精浸泡過的黑氈布朝上放置,使金屬板蓋住乾冰。使乾冰和金屬板建立良好的熱接觸。乾冰與酒精的混合物溫度應該在70℃或94℉下左右。
用電工膠帶裹住金屬板和容器接合處邊緣,以密封金屬板上方的雲室。
有必要防止雲室的頂部溫度變得太低。雲室的底部溫度應接近60℃(76℉),以保證能形成過飽和蒸汽。然而,雲室的頂部溫度應保持接近室溫(22℃或72℉)以促進酒精的蒸發。為了完成這個可能,需要用手或者或用其他手段來加熱雲室頂部以保持適當的溫度梯度。
從容器的一側照射光到金屬板上。應該像這樣堆疊裝置,從頂部向底部。
“滴——”
“滴答——”
大約十五分鐘後,粒子穿過金屬板上方的蒸汽幾厘米開始形成酒精霧滴。
窩瓜梗著腦袋看了半晌,腦袋都看算了,也沒看出個什麼玩意。
“我說屎殼郎,聽你說雲室雲室,我還以為是個什麼了不得的東西呢,原來就是個桑拿房麼——而且你這個桑拿房也太低階了,居然老半晌就這麼點水蒸氣,這要是搓澡的來了,別說泥了,連本靚仔的靚仔之氣都搓不動!”
“在過飽和的酒精蒸汽中生成霧滴後,你就應該開始觀察雲室底部像蜘蛛網一樣的軌跡,這些是宇宙射線,每分鐘大約可以觀察到幾次。”
李綠蟻改裝的簡易顯示器上正在觀察磁鐵如何影響例子的軌跡,特別注意在南北方向的磁場作用下,粒子的初始速度方向是怎樣改變的。
一旦開始,對錄製粒子軌跡,並提供一個詳細分析粒子軌跡的機會很有幫助。然而靜止攝影卻很困難,因為粒子運動生成的軌跡有很大的隨機性並且軌跡會很快消失。從錄製的影片中提取靜態影象更有可能產生清晰的軌跡影象。
“你們看,這是α粒子,α粒子是由質子和中子結合在一起生成的,形成了長約1cm的狹長、清晰的軌跡。”
“這是β粒子,它是由電子構成的,它的軌道更瘦小、更長,有310cm長。”
這些軌跡開始時是直的,然後迅速分裂出一個不同的方向。顯示器上的波折,也表明介子從一個空氣分子中驅逐一個電子後運動方向會發生偏離——
開始是一個介子和一個原子碰撞,介子發生偏向,電子被撞出原子,留下第二條衰弱的軌跡。
隨後介子衰變,介子自發地真變成一個電子和2箇中子,中子不會在在雲室留下運動軌跡,可能看到的,是一種代表低能級粒子分散多次後的鋸齒形的不穩定軌跡。
介子開始運動的軌道是一條直線,但隨後以一個較大的角度分開運動,最有可能的是在介子自發衰變形成電子的過程中發生了衰變。電子可以看做是一條細長的運動軌跡。2箇中子不會形成蒸汽軌跡它們是不可見的,因為中子不帶電荷。
如果從正面看雲室,粒子流從雲室左側射入,磁鐵的北極指向雲室的頂部,軌跡彎向雲室的背側的粒子負電荷的。是帶正電荷的,彎向雲室前側的粒子是帶負電荷的。
“滴——”
“滴——”
時間一分一秒的過去,窩瓜在旁邊的肚子又響了一次,井瓊霜與黑眼鏡等人雖然不是很明白其中操作的原理,但是他們篤定的,不是這些原理,而是李綠蟻一定能帶自己擺脫困境!!
李綠蟻看著MP3上的物質顯示痕跡,腦海中的資料還是飛速旋轉。
介子是在雲室中可以檢測到的許多種類亞原子粒子中的一種。介子和電子帶有相同的電荷,但它的重量是電子的207倍。當宇宙射線撞擊地球大氣層上層時就會產生介子,介子十分不穩定,它生成後會立即分解成其他種類的粒子。
介子在大氣層頂層形成以後,它以2.2μs或0.0000022s的週期進行衰變。1μS是1/106s。在這個時間裡,介子將僅僅運動659m,即0.659km。因為它們在地球表面上空1015km處形成,所以大部分的介子在達到地球表面之前就已經衰變了。
麻煩的是,介子怎麼可能在衰變完之前從它們生成的大氣層上方到達地面?
即使介子以大於99%光速的速度運動,它們也沒有足夠的時間運動到地面,根本看不到任何介子。
然而,由於介子運動速度太快——根據愛因斯坦的相對論——它們的時間減慢了。
事實上,人們可以在地球表面看到介子,以證明愛因斯坦的相對論,由相對論可以求得運動粒子的時間。
v是粒子的速度,在這裡v是0.99c,c是光速。從愛因斯坦相對論的角度來看,介子的壽命變長(35μs),這給它足夠的時間使它在衰變之前透過地球大氣層。