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Einführung kosmische Teilchen
Einführung kosmische Teilchen
Beim Auftreffen auf die Erdatmosphäre wechselwirken die kosmischen Teilchen mit den Atomen der Luft und erzeugen eine Vielzahl neuer Teilchen. Wir spüren oder sehen diese vielen verschiedenen Teilchen nicht, obwohl sie auch durch uns hindurchfliegen. Mittels spezieller Experimente ist es aber möglich, kosmische Teilchen zu messen und ihre Eigenschaften zu untersuchen.
Zum Beispiel wird die Energie von kosmischen Teilchen untersucht. Messungen haben ergeben, dass die kosmischen Himmelsboten verschiedene Energien besitzen. Diese können enorm hoch sein, bis zu 14 Millionen Mal höher als die Protonen, die am Large Hadron Collider (kurz: LHC) am CERN, dem größten von Menschen gebauten Teilchenbeschleuniger, beschleunigt werden. Astroteilchenphysiker versuchen zu verstehen, wie solch hohe Energien im Kosmos erzeugt werden können.
In der Physik wird die Vielzahl kosmischer Teilchen auch als kosmische Strahlung bezeichnet. Sie ist nun seit 100 Jahren entdeckt und doch sind viele grundlegende Fragen nur teilweise geklärt oder unbeantwortet. So wird auch nach den Quellen der kosmischen Teilchen und den Beschleunigungsmechanismen, welche solch hochenergetischen Teilchen erzeugen, geforscht. Unklar ist auch, wie sich die kosmischen Teilchen durch das Weltall ausbreiten und wo die Grenze der höchstmöglichen Teilchenenergien liegt.
- Was ist primäre kosmische Strahlung und sekundäre kosmische Strahlung?
- Aus welchen Teilchen setzt sich die primäre und sekundäre kosmische Strahlung zusammen? Wie groß sind die Anteile?
- Welche Energien können primäre kosmische Teilchen besitzen?
- Was für Teilchen werden am LHC am CERN beschleunigt? Wie hoch sind ihre Energien?
- Informiere dich über den Aufbau der Atmosphäre!
- In welcher Höhe finden die Wechselwirkungen der Primärteilchen mit den Luftmolekülen statt? Welche Prozesse sind dafür verantwortlich? Informiere dich über Zerfalls- und Wechselwirkungseigenschaften von Teilchen!
- Welche Teilchen erreichen vorrangig die Erdoberfläche?
Astroteilchenphysik in Deutschland - Perspektiven und Empfehlungen (1.6 MB)
Einführung in die Astroteilchenphysik (13.1 MB)
Grupen, C. (2000). Astroteilchenphysik - Das Universum im Licht der kosmischen Strahlung. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg.
