Julho 2025 vol. 11 num. 1 - XV Encontro Científico de Física Aplicada

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Construção de uma Câmara de Wilson de baixo custo para detecção de partículas subatômicas

Construction of a Low-Cost Wilson Chamber for Subatomic Particle Detection

Borges, Wellington Martins ; Aragão, Rafael Magalhães ; Buffon, Luiz Otávio ;

Artigo:

Este artigo descreve a construção e a análise de funcionamento de uma versão simplificada da câmara de Wilson, um dispositivo utilizado para detectar partículas subatômicas por meio da visualização de rastros deixados em vapor supersaturado de álcool isopropílico. O experimento foi realizado com materiais de custo relativamente baixo, incluindo um pequeno aquário de vidro, gelo seco para resfriamento e uma amostra radioativa de amerício-241, como fonte de partículas alfa, comercialmente disponível em detectores de fumaça. O objetivo da realização do experimento foi a realização de uma atividade de extensão na área de Física. Os resultados demonstraram a capacidade da câmara de visualizar rastros característicos de diferentes partículas elementares, tais como as partículas alfa, emitidas pelo decaimento do amerício-241, que produziram rastros curtos e densos, e também múons produzidos por raios cósmicos, que geraram traços longos e retilíneos. A realização do experimento reforçou a importância de manter condições controladas, como vedação adequada e ambiente escuro, para melhorar a qualidade das observações. Como resultado pode-se concluir que a câmara de Wilson simplificada é uma ferramenta eficaz para estudos qualitativos de partículas elementares, tanto de origem radioativa quanto cósmica. As limitações observadas, como a necessidade de melhor vedação, sugerem possíveis aprimoramentos para futuras implementações.

Artigo:

This article describes the construction and functional analysis of a simplified version of the Wilson chamber, a device used to detect subatomic particles by visualizing the tracks left in supersaturated isopropyl alcohol vapor. The experiment was carried out using relatively low-cost materials, including a small glass aquarium, dry ice for cooling, and a radioactive sample of americium-241 as an alpha particle source, commercially available in smoke detectors. The objective of the experiment was to conduct an outreach activity in the field of Physics. The results demonstrated the chamber’s ability to visualize characteristic tracks of different elementary particles, such as alpha particles emitted by the decay of americium-241, which produced short and dense tracks, as well as muons produced by cosmic rays, which generated long and straight tracks. Conducting the experiment reinforced the importance of maintaining controlled conditions, such as proper sealing and a dark environment, to improve observation quality. As a result, it can be concluded that the simplified Wilson chamber is an effective tool for qualitative studies of elementary particles, both of radioactive and cosmic origin. The observed limitations, such as the need for better sealing, suggest possible improvements for future implementations.

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Palavras-chave: Câmara de Wilson, Ensino de Física Contemporânea, Física de Partícula,

Palavras-chave: Wilson Chamber, Teaching Contemporary Physics, (Particle Physics,

DOI: 10.5151/xvecfa-2025009

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Como citar:

Borges, Wellington Martins; Aragão, Rafael Magalhães; Buffon, Luiz Otávio; "Construção de uma Câmara de Wilson de baixo custo para detecção de partículas subatômicas", p. 43-47 . In: Anais do XV Encontro Científico de Física Aplicada. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 2358-2359, DOI 10.5151/xvecfa-2025009

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