Aufbau des Detektors
Der Detektor, mit dem wir die Zerfälle der kosmischen Myonen nachweisen, besteht aus den folgenden Komponenten:
- einem Behälter, der mit Wasser gefüllt ist;
- einem Photomultiplier (PM), der das Licht in elektrische Informationen übersetzt;
- einem Oszilloskop (Auslese), das die elektrischen Informationen darstellt und speichert.
Eine schematische Darstellung des Aufbaus sowie eine Beschreibung der einzelnen Komponenten findest du auf dieser Seite.
Nachweis von Myonzerfällen
Wenn das Myon hinreichend schnell ist, erzeugt es im Wasser Cherenkov-Strahlung. Das Lichtsignal wird vom Photomultiplier in ein elektrisches Signal umgewandelt. Falls das Myon im Behälter gestoppt wird, zerfällt es innerhalb weniger Mikrosekunden. Das im Zerfall entstandene Elektron erzeugt auch Cherenkov-Licht und der Photomultiplier wandelt auch dieses Licht in ein elektrisches Signal um. Das Oszilloskop kann nun so eingestellt werden, dass es zwei Signale innerhalb einer bestimmten Zeit abwartet und dann die Informationen abspeichert. Diese Informationen können ausgewertet werden, um die mittlere Lebensdauer der Myonen zu bestimmen.
Behälter
In diesem Behälter sind ca. 20 Liter Wasser. Er hat einen durchschnittlichen Radius von 28 cm und eine Höhe von 35 cm. Der Behälter ist mit Tyvek ausgekleidet, was zum Beispiel auch im Auger-Experiment verwendet wird.
Die Menge der detektierten Myonen ist abhängig von dem Volumen und von der Geometrie des Behälters. In dem gewählten Wasservolumen werden ca. 15 Myonen pro Sekunde nachgewiesen. Davon zerfallen pro Stunde etwas 30 Myonen.
Photomultiplier
Der Photomultiplier mit der Hochspannungsversorgung von Hamamatsu ist ein R877-100 mit dem Sockel E6316. Er wird bei einer Hochspannung von 1050 V betrieben.
