Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer
Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer
Abbildung 1.7: Teilchenschauer, ausgelöst von einem Proton [16, S. 144] Die restlichen Bestandteile der primären kosmischen Strahlung tragen entweder zur Bilanz der bereits besprochenen Teilchen, aber in einem sehr geringen Maß, oder sie erzeugen weitere sekundäre Produkte, die allerdings nur enorm selten vorkommen, sodass sie vernachläsigt werden können. Zusätzlich zu den beschriebenen Umwandlungsprozessen werden alle Teilchen durch Wechselwirkungen wie Streuung abgebremst, sodass sich die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung während ihrer Ausbreitung in der Atmosphäre ständig verändert. Das wird in Abbildung 1.8 veranschaulicht. Damit besteht die sekundäre Teilchenstrahlung auf Meeresniveau hauptsächlich aus Myonen (80% der geladenen Komponente mit insgesamt 200 m −2 s −1 , [16], [18]). Elektronen sind mit ca. 20% und Hadronen mit ca. 1% vertreten. Das Impulsspektrum der Myonen aus der kosmischen Strahlung auf Meeresniveau wird in Abbildung 1.9 dargestellt. Die Verteilung besitzt bei 1 GeV ein Maximum, das in einer linearen Auftragung einen deutlichen Peak ergeben würde. Damit sind die meisten Myonen in der kosmischen Strahlung auf Meeresniveau minimal ionisierend mit dem bereits angegebenen Ionisa- tionsverlust von 2 − 2, 5 keV cm . Diese Verteilung wird für geneigte Einfallsrichtungen flacher. Bis zu Impulsen von 170 GeV nimmt die Teilchenintensität mit dem zunehmendem c Zenitwinkel ϕz wie cos2 (ϕz) ab. In diesem energetischen Bereich liegen auch die meisten für einen Kammerbetrieb interessanten Myonen. Für höhere Impulse nimmt die Intensität dagegen zu und verhält sich für Eµ > 5 TeV wie cos−1 (ϕz) [18]. 19
Abbildung 1.8: Sekundäre kosmische Strahlung [16, S. 146] Abbildung 1.9: Impulsspektrum der auf der Erdoberfläche ankommenden Myonen [16, S. 147] 20
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Abbildung 1.7: Teilchenschauer, ausgelöst<br />
von einem Proton [16, S. 144]<br />
Die restlichen Bestandteile der<br />
primären kosmischen Strahlung tragen<br />
entweder zur Bilanz der bereits<br />
besprochenen Teilchen, aber in einem<br />
sehr geringen Maß, oder sie erzeugen<br />
weitere sekundäre Produkte,<br />
die allerdings nur enorm selten<br />
vorkommen, sodass sie vernachläsigt<br />
werden können.<br />
Zusätzlich zu den beschriebenen<br />
Umwandlungsprozessen werden alle<br />
Teilchen durch Wechselwirkungen<br />
wie Streuung abgebremst, sodass<br />
sich die Zusammensetzung der<br />
kosmischen Strahlung während ihrer<br />
Ausbreitung in der Atmosphäre<br />
ständig verändert. Das wird in Abbildung<br />
1.8 veranschaulicht. Damit<br />
besteht die sekundäre Teilchenstrahlung<br />
auf Meeresniveau hauptsächlich<br />
aus Myonen (80% der geladenen<br />
Komponente mit insgesamt<br />
200 m −2 s −1 , [16], [18]). Elektronen<br />
sind mit ca. 20% und Hadronen mit<br />
ca. 1% vertreten.<br />
Das Impulsspektrum der Myonen<br />
aus der kosmischen Strahlung<br />
auf Meeresniveau wird in Abbildung 1.9 dargestellt. Die Verteilung besitzt bei<br />
1 GeV ein Maximum, das in <strong>einer</strong> linearen Auftragung einen deutlichen Peak<br />
ergeben würde. Damit sind die meisten Myonen in der kosmischen Strahlung<br />
auf Meeresniveau minimal ionisierend mit dem bereits angegebenen Ionisa-<br />
tionsverlust von 2 − 2, 5 keV<br />
cm .<br />
Diese Verteilung wird für geneigte Einfallsrichtungen flacher. Bis zu Impulsen<br />
von 170 GeV nimmt die Teilchenintensität mit dem zunehmendem<br />
c<br />
Zenitwinkel ϕz wie cos2 (ϕz) ab. In diesem energetischen Bereich liegen auch<br />
die meisten für einen Kammerbetrieb interessanten Myonen. Für höhere Impulse<br />
nimmt die Intensität dagegen zu und verhält sich für Eµ > 5 TeV wie<br />
cos−1 (ϕz) [18].<br />
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