Scholierenproject “Kosmische Straling”

Het Scholierenproject
“Kosmische Straling”:
Een speurtocht naar hoogenergetische kosmische straling
Johan Messchendorp, KVI 2004
Het project
1) Outreach naar middelbare scholieren
2) Grootschalig experiment: meten van
hoog-energetische kosmische straling
3) Nationaal project (HISPARC):
Amsterdam, Nijmegen, Utrecht,
Leiden, Groningen
Zeer hoog-energetische straling
Aantal deeltjes per seconde
per vierkante meter als functie
van de energie
Energie kan oplopen tot
3x1020eV (vergelijk KVI: 2x108eV)
=energie van een tennisbal met
snelheid van 300 km/h
En dat voor 1 kerndeeltje!!!!
Mogelijke bron van hoogenergetische straling
Een supernova is een
zware ster die onder zijn
eigen gewicht instort.
De buitenste lagen
worden weggeblazen.
Daarbij worden deeltjes
versneld tot zeer hoge
energie.
Supernova 1987A
De meest recente
met het oog
zichtbare
supernova vond
plaats in 1987.
10 miljoen oude ster met een massa van
20xZon en 170.000 Lichtjaren van de aarde.
Actieve sterrenstelsel
Actieve kernen van
sterrenstelsels zijn
superstralers; wat is de
bron?
Een jet uit de kern van het
melkwegstelsel M87 (Virgo A),
60.000.000 Lichtjaren ver.
De kleine heldere bron heeft
een massa van ruim 3 miljard
zonnen.
Hoe meten we nu hoogenergetische kosmische
straling op aarde?
Aantal deeltjes in atmosfeer per km2:
• Energie > 1016 eV 12 events/jaar
• Energie > 1017 eV 9 events/jaar
• Energie > 1018 eV 1 event /jaar
• Energie > 1019 eV 6 events/eeuw
Oeps, hoe kunnen we dan toch nog meten?
Antwoord: Atmosfeer als vergrootglas!!!
Een regen van deeltjes
Kosmische deeltjes botsen in
top van atmosfeer met
zuurstof- en stikstofkernen.
Een lawine van nieuwe deeltjes
wordt geproduceerd.
Meetstations op aarde kunnen lawine
meten en zodoende de energie en positie
van invallend deeltje reconstrueren.
Principe van de detector
Meetstation op school
Detector in skiboxen op
het dak van een school
Mogelijke afstudeerprojecten
A. Simulaties van kosmische showers
1) Fysica aspecten:
 Wat voor energieen zal cluster meten
 Verwachte telsnelheden
 Modelafhankelijkheid
2) Ontwerp en uitvoering van simulatiepakket (visualisatie)
voor scholieren
B. Bouw van calibratieopstelling
1) Response v/d detectoren:
 Energiecalibratie
 Efficiency
2) Bouw van een calibratieopstelling voor scholieren!
Het Scholierenproject
“Kosmische Straling”
http://www.hisparc.nl
http://www.kvi.nl/~scholieren