Praktikum für Fortgeschrittene - Myonenzerfall
Die Lebensdauer kosmischer Myonen, die in einem Szintillationsdetektor gestoppt werden, wird mit Hilfe eines einfachen elektronischen Aufbaus bestimmt.
| Verantwortlich: | Dr. Hans-Georg Zaunick, II. Physikalisches Institut |
| Ort: | II. Physikalisches Institut, Heinrich-Buff-Ring 16, Raum 105 |
| Termin: | Nach Absprache |
| Dauer: | ca. 4 Stunden + Langzeitmessung (1 Woche) |
| Betreuer: |
Dr. Hans-Georg Zaunick (Raum 127, Tel.: 33275, Email) |
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Die Erde wird fortwährend von hochenergetischen Teilchen aus den Tiefen des Alls getroffen. Dieses Phänomen wurde 1912 vom österreichischen Physiker Viktor Franz Hess entdeckt. Zuvor war die natürliche Radioaktivität bereits bekannt und man ging davon aus, dass die an der Erdoberfläche gemessene ionisierende Strahlung von radioaktiven Nukliden in der Erdkruste verursacht wird.
In einem Heißluftballon stieg Hess bis auf Höhen von 5000 m auf. Er führte mehrere Elektrometer zur Messung der Intensität von ionisierender Strahlung mit und entdeckte, dass die Intensität der Strahlung mit zunehmender Höhe ansteigt. Er folgerte daraus, daß uns diese Strahlung aus den tiefen des Universums erreicht und gab ihr den Namen kosmische Strahlung. Für seine Untersuchungen wurde er 1936 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Beim Aufprall auf die Erdatmosphäre erzeugt das primäre hochenergetische Teilchen einen großen Schauer. Ein großer Anteil der sekundären dabei erzeugten Teilchen sind Myonen. Bei unserem Praktikumsversuch verwenden wir daher die kosmische Höhenstrahlung als ”Myonenquelle“. Das Myon, der schwere Bruder des Elektrons, wurde 1947 von Powell und Mitarbeitern erstmals entdeckt.
Die Bestimmung der Lebensdauer der Myonen stellt einen idealen Versuch dar, in die Welt der Elementarteilchen hineinzuschnuppern. Der apparative Aufwand ist gering, bietet aber trotzdem einen guten Einblick in die Methoden der experimentellen Teilchenphysik.
Anleitung: Download (PDF)