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

gehören zu den Bosonen. Die schwache Wechselwirkung ist für diesen Versuch von besonderer
Bedeutung.
Wechselwirkung Austauschteilchen
schwache W ± , Z 0
starke Gluonen
elektromagnetische Photon
Tabelle 1: Die fundamentalen Wechselwirkungen und ihre Austauschteilchen.
Literatur: Elementarteilchenphysik: Von den Grundlagen zu den modernen
Experimenten von C. Berger, Kap.1 , Kap.6 und Kap.7.
2.2 Die schwache Wechselwirkung
Die schwache Wechselwirkung wurde von Enrico Fermi zur Erklärung des Beta-Zerfalls
(n → p + e − + ¯νe) eingeführt. Die Leptonen-Zerfälle unterliegen wie der Beta-Zerfall der
schwachen Wechselwirkung. Als Beispiel für einen leptonischen Zerfall sei der Myonzerfall
erwähnt (vgl. 2.4).
Die Zerfallsprozesse werden durch die Kopplungsteilchen beschrieben. Für die schwache
Wechselwirkung existieren drei unterschiedlich geladene Bosonen: W + , W − und das Z 0 .
Die Ruhemasse beträgt etwa 80 GeV
c2 für die W-Bosonen und etwa 90 GeV
c2 für das Z0-Boson. Die Reichweite der schwachen Wechselwirkung beträgt ca. 10−18 m.
Literatur: Elementarteilchenphysik: Von den Grundlagen zu den modernen
Experimenten von C. Berger, Kap.6.
2.3 Entstehung kosmischer Myonen
Teilchen, die aus dem Weltall kommen und auf die Erde treffen, werden unter dem Begriff
primäre kosmische Strahlung zusammengefasst. Sie besteht zu 85% aus Wasserstoffkernen
und zu 12,5% aus Heliumkernen. Den Rest bilden schwerere Kerne.
Die Teilchen der primären kosmischen Strahlung stoßen an den Luftmolekülen in der Atmosphäre
und erzeugen Kaskaden sekundärer Teilchen. Man unterscheidet vier Komponenten:
Die weiche Komponente (Elektronen und Photonen), die Hadronenkomponente, sowie die
Myon- und die Neutrinokomponente. Die weiche Komponente wird in der Atmosphäre absorbiert.
In Abb. 1 ist ein Luftschauer schematisch dargestellt.
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