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

Abbildung 1: Schematische Darstellung des Luftschauers. Die Zusammensetzung der primären
kosmischen Strahlung verändert sich in der Erdatmosphäre. Durch Pion-
Zerfälle entstehen die Myonen, die den größten Anteil der auf der Erdoberfläche
detektierten Strahlung ausmachen. Außer den Myonen können auch Hadronen,
Elektronen und Neutrinos aus der kosmischen Strahlung auf Meereshöhe nachgewiesen
werden. Die weiche Komponente wird in der Atmosphäre absorbiert.
Myonen können aus dem Zerfall von Pionen hervorgehen. Das Pion zerfällt durch die
schwache Wechselwirkung in Myonen. Die Zerfallsschemata lauten:
π + → µ + + νµ ,
π − → µ − + ¯νµ .
Ausgehend von den überwiegenden, positiven Teilchen der primären kosmischen Strahlung
wurde vermutet, dass die Anzahl der positiv geladenen Myonen überwiegt. Da die Myonen
aus den Zerfällen von Pionen hervorgehen, müssen in der Atmosphäre mehr positiv als
negativ geladene Pionen erzeugt werden. Das Ladungsverhältinis RPion ergibt sich zu:
RPion = N (π+ )
N (π − )
= 1, 25 ,
Das Ladungsverhältnis der Pionen überträgt sich auf die Myonen. Das erwartete Ladungsverhältnis
RMyon wurde experimentell bestätigt:
RMyon = N (µ+ )
N (µ − )
= 1, 28 .
Literatur: Kosmische Strahlung von C. Grupen, in Physik in unserer
Zeit, 16. Jahrgang, Nr. 3.
Astroparticle physics von C. Grupen.
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