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

Abbildung 4: Das Impulsspektrum vertikaler Myonen auf Meereshöhe (links) und
das Impulsspektrum für vertikale und geneigte Richtungen (rechts).
Wie aus Abb. 4 hervorgeht, erreichen schräg einfallende Myonen höhere Energien als vertikal
einfallende Myonen. Für große Einfallswinkel legen die Pionen einen längeren Weg
in den dünnen Schichten der Atmosphäre zurück, woraus eine erhöhte Zerfallswahrscheinlichkeit
resultiert. Bei dem Zerfall überträgt das Pion seinen Impuls auf das Myon. Bei
den vertikalen hochenergetischen Pionen überwiegt die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit.
Die Pionen verlieren durch die Wechselwirkung mit den Luftmolekülen Energie und
zerfallen in niederenergetische Myonen.
2.7 Die Nachweismethode
In dem Versuch werden zwei physikalische Effekte zum Nachweis kosmischer Myonen verwendet.
Sie werden im Folgenden erläutert.
2.7.1 Der Cherenkov-Effekt
Dieser Effekt besitzt eine Analogie in der Akustik: Ein in der Luft stehendes Flugzeug würde
kugelförmige Schallwellen aussenden (vgl. Abb. 5 links(a)). Bewegt sich das Flugzeug
aber mit einer Geschwindigkeit, die kleiner als die Schallgeschwindigkeit ist, werden die
Wellenfronten zusammengedrückt (vgl. Abb. 5 links (b)). Entspricht die Geschwindigkeit
des Flugzeugs der des Schalls, kommt es zu der Bildung der Schallmauer: Die Verdichtung
der Wellenfronten wird stärker (vgl. Abbildung 5 (links (c)). Bewegt sich das Flugzeug mit
8