De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Muon levensduur meting Relativiteitstheorieen Zwakke wisselwerking 1.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Muon levensduur meting Relativiteitstheorieen Zwakke wisselwerking 1."— Transcript van de presentatie:

1 Muon levensduur meting Relativiteitstheorieen Zwakke wisselwerking 1

2 Paradox: muon kan de aarde niet bereiken.  10 km  levensduur: 2,2 µs * afstand: 2,2·10 -6 · 3,0·10 8 = 660m ? * t ½ =1,56 µs 2

3 • Kosmische straling • Historie van Levensduurmeting; o.a. filmfragment • Experimenten Twee muonbalken Twee muonbalken Levensduurmeting Levensduurmeting • PWS levensduurmeting en relativiteit. • HiSPARC, JSL-Leiden, NLT –module, NiNa-module Overzicht van de presentatie 3

4 Meten van muonen 4

5 Ontdekkingen 5 proton of ijzerkern als primair deeltje energie tot eV o.a. muonen als secundaire deeltjes eerste km’s kettingreactie muonverval µ - → ν µ + ῡ e + e - maximale creatie op ≈10km hoogte E 0 =105Mevq = -1e E tot =10 3 MeV ( v=0,995·c ) Kosmische straling

6 Muonen gemeten op 2km hoogte en vervolgens op zeeniveau. Vanwege beperkte levensduur verwacht je een grote reductie: een factor een factor Historie:muon experiment1941 Klassiek: v=0,98c Afstand =2,0 · 10 3 m t= 2,0·10 3 / (0,98·10 8 m/s) t =2,0·10 -5 s = 13,1· t ½ overlevers: I/I 0 = 2 -13,1 = 1,14· km

7 Muonen gemeten op 2km hoogte en vervolgens op zeeniveau. Vanwege beperkte levensduur verwacht je een grote reductie: een factor een factor Op zeeniveau blijven er echter veel meer over. Historie:muon experiment1941 Relativistisch v=0,98·c γ=5,0 t ½ = 5,0·1,56=7,8μs t =2,0·10 -5 s = 2,6· t ½ overlevers: I/I 0 = 2 -2,6 = 0, km

8 Rekenvoorbeelden: leerlingen kunnen dat goed Lorentztransformatie βγE0E0 E tot E kin v/c√(1/(1-β 2 ) )(MeV) 0,11, ,51, ,92, ,985, ,997, ,99510, ,99922, ,999970,

9 één muon, 2 signalen: • muon detectie • muon verval Δt is verblijftijd in de scintillator meer dan 10 3 metingen Hoe bepaal je de levensduur? Levensduurmeting Opeenvolgende pulsen. 1 µ s/div 9

10 { 10

11 Hoe gaat het detecteren in zijn werk 11

12 Hoe gaat het detecteren in zijn werk 12

13 Hoe gaat het detecteren in zijn werk 13

14 Hoe gaat het detecteren in zijn werk 14

15 Hoe gaat het detecteren in zijn werk 15

16 Bin = tijd interval van het histogram (vergelijk planck kromme) Realistische meting 16

17 Onderzoeken met 2 muonbalken voor bijvoorbeeld 1 dag of dagdeel ● Snelheidsmeting ● Looptijd van licht ● Richtingbepaling ● Toevallige coïncidenties ● …………………………… 17

18 1 e voorbeeld. Nulmeting. Maximaal aantal muonen detecteren. 18

19 2 e voorbeeld: spreiding. Afstand tussen balken vergroten. 19

20 3 e voorbeeld: negatieve looptijden Verklaring? Experimenteer met extreme situaties Scintillator 1 Scintillator 2 PMT 2 PMT 1 PMT 2 Lengte scintillator: 1,3m (balk: 1,6m) Afstand tussen balk 1 en 2: 2m Scintillator 1 Scintillator 2 20

21 4 e voorbeeld. Hoekverdeling ● Plaats de detectoren op verschillende afstanden, bijvoorbeeld zoals aangegeven in de tabel hieronder en kies de meettijd zo lang dat je 150 tot 200 detecties hebt. afstand(m) 00,050,100,250,500,901,402,00 meettijd (s) ● Leidt uit deze meetseries af wat de hoekverdeling is van binnenkomende muonen. ● Misschien heb je een betere opzet voor deze onderzoeksvraag. Noteer je suggesties voor verbeteringen. 21

22 I. muon levensduur één muon, 2 signalen: Levensduur bepalen uit een histogram. II. Tijdsdilatatie bepalen door geraffineerd experiment. II. Tijdsdilatatie bepalen door geraffineerd experiment. Relativistisch v=0,98·c γ=5,0 t ½ = 5,0·1,56=7,8μs t =2,0·10 -5 s = 2,6· t ½ Overlevers: I/I0 = 2 -2,6 = 0,165 PWS onderzoek km

23 Afsluiting 23 JSL in Leiden Aartjan van Pelt Henk Buisman Nikhef Amsterdam Aartjan van Marcel


Download ppt "Muon levensduur meting Relativiteitstheorieen Zwakke wisselwerking 1."

Verwante presentaties


Ads door Google