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Wie soll das Experiment aussehen ?




Wenn ein hochenergetisches Teilchen in die Atmosphäre eindringt, wechselwirkt es mit den Kernen der Erdatmosphäre. Die Kerne werden dabei zerstört und zerfallen in sekundäre Teilchen. Da auch diese weiter wechselwirken, entwickelt sich so eine Teilchenkaskade, die lawinenartig auf die Erdoberfläche zufällt.

Je höher die Energie ist, desto größer ist die Erdoberfläche, die von der Teilchen-Lawine bedeckt wird. In dem untersuchten Energiebereich werden mehrere Qudaratkilometer gleichzeitig mit Teilchen bedeckt.
Auf einer so großen Fläche kann natürlich nur stichprobenartig in Abständen von etwa 1 km getestet werden ob und wann Teilchen niedergegangen sind. Da die gesuchten Ereignisse nur einmal pro Quadratkilometer und Jahrhundert beobachtet werden, muß zu ihrer Erforschung eine Luftschauernachweisanlage (Array) von einigen tausend Quadrat-Kilometern gebaut werden.

Das hier vorgestellte Experiment könnte eine Fläche von 5000 qkm erfassen, also aus etwa 5000 Meß-Stationen aufgebaut sein. Wenn man fordert, daß an 5 Stationen gleichzeitig ein Teilchensignal ankommt, liegt die Schwelle bei etwa 10^9 GeV. Der Aufbau wird kontinuierlich voranschreiten. Es kann mit einem oder mehreren Testarrays aus einigen hundert Zählern begonnen werden. Rüstet man zunächst das Gebiet einer Großstadt mit einem dichteren Netz aus, könnten mit einer kleineren Zahl von Stationen Ereignisse oberhalb von 10^5 GeV gemessen werden. Bereits in diesem Energiebereich erwartet man extragalaktische Ereignisse und auch hier könnte man - durch die große Fläche- leicht ein international führendes Experiment aufbauen.
Die einfachsten Nachweisinstrumente für geladene Teilchen sind bestimmte Kunststoffmaterialien (Szintillatoren), in denen von durchgehenden geladenen Teilchen Lichtblitze erzeugt werden. Diese Lichtblitze können von Lichtverstärkern (Photomutipliern) zu elektrischen Signalen verstärkt werden.
Ein einzelner solcher Zähler würde kontinuierlich Signale nachweisen. Verlangt man aber, daß etwa an allen vier Ecken eines Schulgrundstückes gleichzeitig ein Signal vorliegt, hat man dieseKoinzidenzrate schon in den Minuten-Bereich geschoben, man ,,triggert" auf Energien von 10^5 GeV. Ein mit dem Internet verbundener PC kann dann gelegentlich die Informationen über Zeitpunkt und Größe der innerhalb einer Schule koinzidenten Ereignisse an einen Zentralcomputer an einer Universität weiterleiten. Durch Zeitvergleich zwischen mehreren Schulen werden hier die wirklich hochenergetischen Ereignisse, bei denen mehr als vier Schulen gleichzeitig etwas gesehen haben ermittelt.





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