1 / 31

Kosmische Stralen Detectie

Kosmische Stralen Detectie. NAHSA. Overzicht. Wat is kosmische straling? Waarom willen we dit meten? Waar ontstaat kosmische straling ? Wat kan je op aarde meten ? Waarom willen we dit graag met middelbare scholen doen?. Kosmische Straling.

arden-talley
Télécharger la présentation

Kosmische Stralen Detectie

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Kosmische Stralen Detectie NAHSA

  2. Overzicht • Wat is kosmische straling? • Waarom willen we dit meten? • Waar ontstaat kosmische straling ? • Wat kan je op aarde meten ? • Waarom willen we dit graag met middelbare scholen doen?

  3. Kosmische Straling Alle deeltjes die vanuit de ruimte op aarde neerkomen wordtkosmische straling genoemd. Kosmische straling bestaat vooral uit: 1) fotonen (licht) 2) protonen (waterstof atomen) 3) stabiele (zwaardere) kernen (C-N-O, Fe)

  4. Kosmische Straling Wij zijn geinteresseerd in metingen aan hoog energetische kosmische straling. We willen graag weten: • Hoe en waar ontstaat hoog energetische straling? • Waarom kunnen we dit op aarde meten?

  5. Mogelijke bronnen –Quasar 5 miljardlichtjaar van ons vandaan Jet is 1 miljoen lichtjaar lang !

  6. Mogelijke bronnen -AGN Radio-emissie infrarood

  7. Mogelijke bronnen - pulsar Roterende neutron ster (Circinus op 19000 lichtjaar) Genereert 7 1015 V ! 20 lichtjaar lang

  8. INTERMEZZO -AFSTANDEN • Straal aarde: 6.4 106 m • Afstand aarde-maan: 3.8 108 m • Grootte zonnestelsel: 6 1014 m • Grootte melkweg: 50 kpc = 1.5 1021m=1.6 105 LY • Grootte locale cluster: 1Mpc = 3 MLY • Grootte universum: 1010 LY = 3 Gpc

  9. Kosmische Straling in de ruimte Geladen kosmische straling wordt in de ruimte afgebogen door magneetvelden en verliest richtinginformatie. Dit is niet het geval voor fotonen. Protonen ed reageren met de achtergrondstraling (fotonen, 3 K), daardoor is de vrije weglengte van elementaire deeltjes met een energie van 1020 eV niet meer dan 6 Mpc (locale cluster) (GZK limiet). Dus, er wordt verwacht dat er geen deeltjes van 1020 eV op aarde komen

  10. Kosmische straling op aarde Straling botst op de atmosfeer en secundaire deeltjes komen vrij. Deze reageren opnieuw, en zo ontstaat een hele lawine van deeltjes.

  11. Kosmische straling op aarde Straling botst op de atmosfeer en secundaire deeltjes komen vrij. Deze reageren opnieuw, en zo ontstaat een hele lawine van deeltjes. Afhankelijk van de energie begint deze lawine op ongeveer 40 kilometer hoogte. Op ongeveer 10 km hoogte is het aantal deeltjes maximaal. Op aarde zijn alleen secundaire deeltjes over (muonen, electronen, fotonen)

  12. Gemeten Spectrum

  13. Air shower detector -AGASA Deze detector bestaat uit 110 stations over een oppervlak van 100 km2 Dit is een van de detectoren waarmee de hoogst energetische straling is gemeten

  14. AGASA –Detector station

  15. Agasa -Spectrum AGASA heeft 8 events gezien met een energie van meer dan 1020 eV Hoogst energetisch event, laat deeltjes achter op een gebied van 15 km2

  16. Onze Detector –NAHSA Pilot-run: 2 middelbare scholen + universiteit. Volledige detector: Alle middelbare scholen in Nijmegen (10) Uitbreiding: Meerdere stations (28)

  17. Bepaling van de deeltjes dichtheid Met twee detectoren meten we hoeveel deeltjes er per 0.5 m2 op aarde terecht komen. Twee detectoren zijn noodzakelijk om laag energetische kosmische straling niet mee te nemen

  18. Detector setup

  19. Simulatie • We simuleren straling over een gebied van 150 km2 • De uitgestrektheid van de shower komt overeen met de metingen van AGASA

  20. Detector response

  21. Hoeveelheid verwachtte data • Energie > 1016 eV 5.2 events/dag • Energie > 1017 eV 3.9 events/dag • Energie > 1018 eV 0.5 events/dag • Energie > 1019 eV 0.025 events/dag

  22. Flux Standaard setup Uitgebreide setup

  23. Detector uitlezing Indien er een geladen deeltje door de scintillator gaat, ontstaat er een lichtflitsje. Dit lichtflitsje wordt door een photomultiplier omgezet in een electrisch signaal Dit signaal wordt vervolgens vergeleken met een drempelwaarde, en naar de computer doorgestuurd Vanuit de lokale computer wordt de informatie via het internet naar de universiteit doorgestuurd

  24. Aandachtspunten detector • Detector MOET op het dak, dwz er mag geen obstructie zijn • Er moet hoogspanning (lokaal gemaakt…), signaal kabels en mogelijk netspanning naar de detector toe • De detector moet toegankelijk zijn voor eventueel reparatie werk

  25. Aandachtspunten data-verwerking • De uitlezing gaat via het internet naar de universiteit. De hoeveelheid data moet niet te groot zijn • Gegevens van verschillende detectoren kunnen op iedere school zichtbaar gemaakt worden, we streven naar ‘real time’, dus snel na datanemen zijn verwerkte gegevens zichtbaar

  26. Waarom scholen? • Goede infrastructuur is aanwezig • Mankracht voor onderhoud/signaleren problemen • Outreach: leerlingen laten zien wat wetenschappelijk onderzoek is • Leerlingen actief mee laten doen in de vorm van projecten

  27. Mogelijke leerling projecten • Werking detectorstation (met hulp vanuit de universiteit) • Kosmische straling (literatuur onderzoek) • Het internet (literatuur/praktisch) • Tijd en positiebepaling: GPS (literatuur/praktisch)

  28. Mogelijke leerling projecten • Kombinatie van metingen van stations. Wie was het meest efficient? Wat was de hoogst gemeten energie? (met hulp uit universiteit) • Bepaling levensduur muon (hiervoor moet detectorstation tijdelijk veranderd worden) • Afhankelijkheid atmosferische toestand • …….

More Related