CERN在家：建造粒子探测器

用来锉下刚打好的孔的锐边的锉。

在焊接电路板和组件时，需要将它们固定在适当的位置。我们用了一块旧的墙砖和一支六角形的铅笔。

在大约3周的时间里，我们花了大约三个小时来建造电路板，也许又花了一个小时来建造电路板并将电路板安装到里面。为什么这么久？嗯，这个项目对16岁的年轻人没有建造一台游戏机那么有吸引力。此外，上述游戏PC的使用经常优先于该项目。我们决定分组焊接元件，先焊接电阻，然后焊接电容器，然后焊接半导体。Wiki中的构建说明非常好，并且很容易遵循。

我们在焊接时对每个接头进行了测试，确保从电路板上的另一个点进行测试，以证明连接是良好的。我儿子做了其中一块电路板上的所有焊接工作。我开始在第二块板上工作，部分是作为后备，部分是为了有一些东西可以构成阿尔法探测器的基础。(我费了很大劲才发现这两个变体在第三个组件R3上开始不同！)。

测试探测器时要做的第一件事是通过测量电源连接器上的电阻来确保没有短路。(滴答！令人满意的9.8千欧姆)，并确保电源到达电路板。然后我们把它插到一台电脑上，然后把它打开。我们使用脉搏检测器JavaScript来检查它是否正常工作。我按了一下开关，然后…。没什么。所以，我们检查了冲浪板。我们知道我们是新手施工，一些接头看起来可能是干的，在另外一两个接头上，我们不能100%确定相邻接头之间有气隙，所以我们取消焊接并重新制作了大约3个接头。我们再次连接到PC，当设备打开和关闭时，我们看到令人满意的脉冲。我们还看到，当罐头被移动时，或者当我们中的一个人靠近它说话时，会有相当多的麦克风被捡起来。

好的，那么下一步就是用放射源试一试。我称出大约10克氯化钾放入一个塑料盖子中，并将其放置在探测器的二极管下面。我们没有在锡的盖子上做辐射窗口，二极管在氯化钾表面上大约1.5厘米。我打开了探测器和…。什么都没有，甚至连开/关脉冲都没有。探测器似乎死了。我把设备拆开，重新测试了与万用表的连接情况，并确保所有的外壳连接都很好，并且外壳都正确地接上了地线。我检查了电池的电量是否能到达所有必要的部件，并且电池电量是否正常。我找不到什么不对劲的地方。

很快就变得明显起来，出现了间歇性的问题。有时，当设备打开或关闭时，JavaScript检测器会看到一个脉冲，而有时-通常是-什么都没有。有时您会在Web示波器上看到噪音，有时则看不到。我在挠头，不知道问题出在哪里。最后，我突然想到要尝试实际收听音频输出，这在Windows下是一件微不足道的事情。对啰!。当设备打开时，我可以听到白噪音，而且每隔20-30秒就会听到一声轻柔的滴答声。显然，探测器工作正常，因此我面临的是一个软件问题。

我不得不说，奥利弗·凯勒(Oliver Keller)在我试图让探测器工作的时候帮了我很大的忙，我怎么强调都不为过，听取他关于音频连接和声卡的建议是多么重要。问题似乎是现代个人电脑中的声卡(或芯片)太聪明了，不利于自身的利益。它们的设计目的是优化Skype和Zoom的麦克风输入，这意味着消除噪音和外来的咔哒声，而这些正是探测器发出的信号。

现代技术假设探测器信号是不需要的噪音，所以我需要一些原始技术。我有一台旧笔记本电脑，华硕EeePC901。这是我大约10年前买的，多年来它一直是几个业余爱好者项目的主题。我把它的内存升级到了2 GB。我把它小得可笑的4 GB固态硬盘换成了32 GB的。我通过几个版本的Ubuntu将其从Windows XP Home升级到Windows10 Home。你可能会对这样一台机器可以运行Windows10和MS Office感到惊讶，但它可以做到，只是不太好。我备份了它(为VMWare虚拟化了它)，并安装了新的Lubuntu副本。我在Firefox下启动了Web示波器，现在我有了一个工作正常的检测器：

您可以在屏幕截图中非常清楚地看到探测器脉冲。噪音有时会达到峰值，可能会给出错误的读数，但这些都很容易发现。假脉冲是单边的，并且缺少真脉冲的反弹峰值。从大约25g的KCl中，我看到探测器中每分钟有两到三个脉冲。

好的，现在探测器开始工作了，接下来会发生什么呢？我们的第一个计划是尝试Python脚本，以确保我们可以看到并正确分析来自KCl的能谱。第三步是尝试各种方法来降低电气噪音。我怀疑罐头内部漏了一点光，但这可以用黑色胶带来修补。第三步是在探测器中试用我收集的小矿物中的各种样品；那里肯定有一些轻微的放射性物质。第四步会很有趣。你可能听说过一句古老的谚语，即使是香蕉也是有放射性的？嗯，我们计划通过测量一块美味的富含钾的香蕉的β衰减率来证明这一点！我会随时通知你我们的进展情况。