GEORG-AUGUST-UNIVERSIT AT G OTTINGEN II. Physikalisches ...

In diesem Versuch ist der Energieverlust der Myonen in Wasser und Blei relevant und
dient hier als Beispiel (vgl. Abschnitt 3.2). Mit Hilfe der Bethe-Bloch-Formel lässt sich
der mittlere Energieverlust berechnen. Die berechneten Ergebnisse sind in Tabelle 2.10
zusammengefasst.
Tabelle 2.10: Der mittlere Energieverlust von Myonen beim Durchgang durch
Wasser und Blei [PDG 06].
Z
Material A Energieverlust Dichte
� �
dE
dx
MeV
g cm2 gcm −3 MeVcm −1
Wasser 0,55509 1,992 1 1,992
Blei 0,39575 1,12 11,35 12,7
2.6 Nachweis kosmischer Myonen mittels des
Cherenkov-Effekts
Ein geladenes Teilchen, welches sich in einem dielektrischen Medium mit einer größeren Ge-
schwindigkeit als die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium bewegt, löst elektromagnetische
Strahlung aus. Die Lichtgeschwindigkeit gilt nur im Vakuum als höchste Geschwindigkeit.
In einem Medium hingegen berechnet sich die Geschwindigkeit des Lichts über v = c
n , wobei
c für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und n für den Brechungsindex des Mediums
steht. Die erzeugte Strahlung wird Cherenkov-Strahlung genannt.
Dieser oben beschriebene Effekt wird Cherenkov-Effekt genannt und kann folgenderma-
ßen erklärt werden: Das geladene Teilchen polarisiert Moleküle des Mediums längs seiner
Flugbahn. Diese senden elektromagnetische Wellen aus. Ist die Geschwindigkeit kleiner
als die der Lichtgeschwindigkeit kommt es wegen der symmetrischen Polarisierung der
benachbarten Atome zur destruktiven Interferenz (vgl. Abb. 2.14 links). Für größere Ge-
schwindigkeiten können sich die elektromagnetischen Wellen nicht mehr auslöschen, da sie
nicht mehr symmetrisch um das geladene Teilchen erzeugt werden (vgl. Abb. 2.14 rechts).
Da nur geladene Teilchen Cherenkov-Strahlung auslösen können, lösen die Neutrinos keine
Cherenkov-Strahlung aus.
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