Физиката пада на колене: ентусиаст сглоби детектор за бета частици само за 10 долара

Устройството дава възможност за експерименти дори в кухнята, без скъпи ускорители и изотопи.

Ентусиастът изобретател Тим е създал бюджетен детектор за частици, който струва по-малко от 10 долара. Това устройство може да открива бета частиците, излъчвани от природния изотоп калий-40.

Основният компонент на детектора е набор от фотодиоди, затворени в защитен „сандвич“ от печатни платки. Когато някой високоенергиен електрон взаимодейства с полупроводника във фотодиода, той създава импулс на напрежение, който може да бъде измерен. Този сигнал се усилва от няколко каскада и след това се обработва от микроконтролера RP2040.

За отбелязване е, че източникът на бета частици в експеримента е калий-40, радиоактивен изотоп, който присъства в много предмети от ежедневието. Това гарантира, че експериментите не изискват редки елементи или трудни за намиране изотопи.

Проектът на Тим е предназначен предимно за образователни цели и е замислен за масово производство. Той демонстрира, че експериментите в областта на физиката на елементарните частици не изискват скъпи ускорители или държавно финансиране.

Тази разработка е част от нарастващата тенденция за предоставяне на сложни научни инструменти на широката общественост. По-рано бяха представени мюонен детектор, струващ около 100 долара, и детектор за алфа частици, базиран на меден проводник с високо напрежение.

Тим е публикувал документацията на проекта си в GitHub, така че и други любители да могат да възпроизведат неговата работа.

Бета частиците са високоенергийни електрони или позитрони, излъчвани при радиоактивния разпад на атомните ядра. Тяхното откриване е важно в различни области на науката и технологиите. В медицината детекторите за бета частици се използват за диагностициране и лечението на рака, в екологията – за наблюдение на радиационния фон, а в археологията – за датиране на органичните материали чрез радиовъглероден анализ.

Изследването на бета частиците също така помага на учените да разберат по-добре основните закони на физиката и процесите, които протичат в звездите. Достъпните детектори откриват нови хоризонти за любителските изследвания и образователните програми.