Kozmikus részecskék kimutatása
Pázmány Péter sétány 1/a.
5. emelet 5.84

A kozmikus müonok a világűr igazi hírnökei. Nagyenergiás kozmikus részecskék által keletkeznek (ezek leggyakrabban protonok), melyeknek energiája ezerszer, de néha akár milliószor nagyobb mint a földi radioaktív bomlásból kisugárzott részecskék energiája, sebességük pedig a fénysebesség 99.9%-a. Nemritkán galaktikus távolságok megtétele után ha a Földre jutnak, a magaslégkörben kölcsönhatnak a levegő összetevőinek atommagjaival. A kölcsönhatás során részecskefizikai folyamatok egy valóságos részecskezáport indítanak el: protonok és neutronok mellett ún. pionok is nagy számban keletkeznek, melyek a protonokhoz hasonlóan viselkednek, de azoknál sokkal kisebbek. Ez utóbbiak – újabb részecskefizikai folyamatban – elbomlanak, leggyakrabban müonokra. A müonok (μ részecskék) az elektronok “nagyobb testvérei”, ez utóbbiakhoz mindenben hasonlók, kivéve tömegüket, mely mintegy 200-szor nagyobb. Egy gyors müon már áthaladhat a Föld légkörén és lejuthat a felszínre, sőt az alá is.

 

A kozmikus müonok folyamatosan “bombázzák” a Földfelszínt, könnyen áthaladnak az épületeken is. Kitartott tenyerünkön tipikusan másodpercenként egy müon halad át a nap bármely szakában. Részei a természetes radioaktív háttérsugárzásnak, puszta jelenlétükkel bizonyítják az Einstein-féle relativitáselmélet jóslatait (hiszen mivel ők is bomlékonyak, nem is juthatnának a Földfelszínig, ha gyorsaságuk miatt számukra nem telne lassabban az idő), mennyiségük pedig a kozmikus folyamatokról ad információt.

 

A müonok detektálása gyors berendezést igényel, ami jól mérhető jelet kell adjon a részecske áthaladásakor. Klasszikus módszert használunk a jelen összeállításban: egy plexi-üveghez hasonló anyagban a müon fényfelvillanást kelt (ezt szcintillációnak nevezzük), melyet egy ún. fotoelektron-sokszorozóval elektromos jellé alakítunk. A mérésben több szcintillátor (akár 4 vagy 6) egyidejű jelét is megfigyelhetjük, azaz ekkor egy-egy müon az összes szcintillátoron áthalad.

A megtekintéshez szükséges idő kb. 20 perc
A labor posztere:

Kattintson a képre, ha nagyobban szeretné látni!