2013年1月31日

生活科學-能量-看看宇宙射線


就在你正坐在電腦前面閱讀這篇文章的時候,你的身體正被宇宙設限穿透而過!以下介紹的這個儀器是宇宙射線的移動路徑偵檢裝置,可以將手伸進裝置的開口中,你將會看到宇宙射線穿透過你的皮膚和骨骼而逕自前進,而且沒有任何障礙。
接到泡泡龍老師的通知,科工館的四樓展出一系列電與磁的展品
其中宇宙射線觀察裝置非得來看看不可

這個裝置是一個放電箱,是由日本的大阪大學所發明,主要是用來觀測宇宙射線移動的蹤跡。它的原理是當μ粒子(Muon)等帶有電荷的粒子通過氦氣時,氦氣分子中所含的電子會被撞擊彈開而游離化。若在裝置內加入高壓電極,也可以因為游離化而放電,由激發態會到基態時形成肉眼可見的微弱火花。
佈置這麼多層的電極板,是為了觀察粒子通過氦氣時的放電情形
由於火花微弱,能量低,所以只能在間隔相當接近的電極板間才能看到

左邊的照片中,顯示了有一條宇宙射線正穿透過我的手掌
右邊的照片則是另外一條宇宙射線,但行進方向不同

地球不斷地接受基本粒子的照射、撞擊。由於基本粒子具有高輻射能,能毫無障礙地穿透地球,更遑論我們單薄的身體。但因為它們不會引發任何反應,所以我們的身體無法感應出它們的存在。其實,自古以來,也可以說是宇宙產生以降,宇宙中的每一個角落就都有基本粒子的存在,差異就在於分佈密度的不同而已。
日本團隊所設計出來的微中子偵測器,位於神岡地底一千公尺的深處
並總共設置了11200支光電子倍增管,才能捕捉到微中子反應時的微弱火光
(我在「鷹眼」這部電影中看過類似的裝置哦)

我們的身體隨時隨地都在承受這些所謂的背景輻射,大部分是既有的,而少部分是人為製造的。現在科學家仍在研究閃電的起源,因為單靠雲層間氣體和液體粒子的摩擦,還不一定能產生巨大放電的現象,說不定是由這些宇宙射線索激發出來的連鎖反應呢!

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