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

Abbildung 3.5: Ein realer Versuchsaufbau. Um die kosmischen Myonen nachzuweisen,
wird eine handelsübliche und mit Wasser gefüllte Thermoskanne
mit einem Photomultiplier ausgerüstet (links). Dort werden die durch
Cherenkov-Strahlung erzeugten optischen Signale in elektrische umgewandelt.
Durch die Elektronik (rechts) werden diese digitalisiert und
mit einem Computer weiterverarbeitet. Die Netzgeräte für die Versorgungsspannungen
(Nieder- und Hochspannung) sind im Hintergrund zu
sehen.
Mit dem Mainzer Baukastensystem und geeigneten Netzgeräten können vier Versuche
durchgeführt werden: Ein Versuch zur Ratenmessung, der Lebensdauer, der Winkelab-
hängigkeit und der Absorption. Die Messzeiten sind wegen der geringen Anzahl der zu
erwartenden Ereignisse lang. Im Folgenden werden die Versuche vorgestellt. Die in dem
Bachelor-Praktikum durchzuführenden Versuche wurden exemplarisch durchgeführt. Die
Ergebnisse dieser Messungen finden sich in Abschnitt 4.2.2.
3.2.1 Die Ratenmessung
In diesem Versuch soll der Fluss der kosmischen Myonen bestimmt werden. Dazu wird ein
Photomultiplier auf eine Kanne geschraubt, die Verbindungen hergestellt und die Span-
nungen angelegt.
Zuerst wird eine Ratenmessung mit einer leeren Thermoskanne durchgeführt, um das Un-
tergrundrauschen zu bestimmen (siehe Abschnitt 3.1.1). Anschließend wird die Messung
mit einer wassergefüllten Thermoskanne wiederholt. Die Differenz von der Rate und dem
Untergrundrauschen ergibt die Myonrate.
Bei der Messung ohne Wasser wird kein Cherenkov-Licht ausgelöst. Die beobachteten Si-
gnale sind Rauschsignale und entstehen durch thermische Anregung. Für den Versuch
muss die Schwelle so gewählt werden, dass das Rauschen klein wird, schwache Signale vom
Cherenkov-Licht der Myonen aber noch detektiert werden können. Die Schwelle stellt ei-
ne Grenze für ankommende Signale dar. Liegt die Signalstärke oberhalb der eingestellten
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