Nijmegen Area High School Array NAHSA Nijmegen Area High School Array Charles Timmermans

Kosmische Straling Alle deeltjes die vanuit de ruimte op aarde neerkomen wordt kosmische straling genoemd. Kosmische straling bestaat vooral uit: 1) fotonen (licht) 2) protonen (waterstof atomen) 3) stabiele (zwaardere) kernen (C-N-O, Fe)

Kosmische Straling Wij zijn geinteresseerd in metingen aan hoog energetische kosmische straling. We willen graag weten: Hoe en waar ontstaat hoog energetische straling? Waarom kunnen we dit op aarde meten?

Mogelijke bronnen –Quasar 5 miljard lichtjaar van ons vandaan Jet is 1 miljoen lichtjaar lang !

Mogelijke bronnen -AGN Radio-emissie infrarood

Mogelijke bronnen - pulsar Roterende neutron ster (Circinus op 19000 lichtjaar) Genereert 7 1015 V ! 20 lichtjaar lang

INTERMEZZO -AFSTANDEN Straal aarde: 6.4 106 m Afstand aarde-maan: 3.8 108 m Grootte zonnestelsel: 6 1014 m Grootte melkweg: 50 kpc = 1.5 1021m=1.6 105 LY Grootte locale cluster: 1Mpc = 3 MLY Grootte universum: 1010 LY = 3 Gpc

Kosmische Straling in de ruimte Geladen kosmische straling wordt in de ruimte afgebogen door magneetvelden en verliest richtinginformatie. Dit is niet het geval voor fotonen. Protonen ed reageren met de achtergrondstraling (fotonen, 3 K), daardoor is de vrije weglengte van elementaire deeltjes met een energie van 1020 eV niet meer dan 6 Mpc (locale cluster) (GZK limiet). Dus, er wordt verwacht dat er geen deeltjes van 1020 eV op aarde komen

Kosmische straling op aarde Straling botst op de atmosfeer en secundaire deeltjes komen vrij. Deze reageren opnieuw, en zo ontstaat een hele lawine van deeltjes.

Kosmische straling op aarde Straling botst op de atmosfeer en secundaire deeltjes komen vrij. Deze reageren opnieuw, en zo ontstaat een hele lawine van deeltjes. Afhankelijk van de energie begint deze lawine op ongeveer 40 kilometer hoogte. Op ongeveer 10 km hoogte is het aantal deeltjes maximaal. Op aarde zijn alleen secundaire deeltjes over (muonen, electronen, fotonen)

Hoe wordt kosmische straling gemeten? Op aarde kan je het aantal secundaire deeltjes meten op zeeniveau. Dit aantal is een maat voor de primaire energie. Dit doe je door op verschillende plaatsen de dichtheid te meten, en te interpoleren

Outreach Prof. Dr. W. Levelt (KNAW): “Ik moet zeggen dat het me erg hoog zit. Jong talent wordt verspild. Leerlingen komen voor hun eindexamen eigenlijk niet eens meer een academicus tegen, laat staan een gepromoveerde wetenschapper. Terwijl iedereen weet dat jongeren op die leeftijd juist geinspireerd kunnen raken door een of twee goede leraren” Bron: De Gelderlander woensdag 24 april 2002

Detector Setup NAHSA bestaat uit verschillende onafhankelijke stations. De data van ALLE stations moet gecombineerd worden om nuttige informatie te krijgen.

Detector Station Een station bestaat uit twee platen scintillator die uitgelezen worden door een digitale oscilloscoop. Een GPS tijdsstempel wordt bij de data toegevoegd.

Detector Station - Constructie

Detector op school

Data vergaren Op school is het mogelijk om online te zien hoe het eigen station functioneert.

Meten van hoog energetische straling Door gelijktijdige Gebeurtenissen op de verschillende stations te combineren, meten we hoog energetische straling!

Data Combinatie Als we de data van de verschillende stations met elkaar combineren, zien we duidelijk coincidenties tussen twee van de drie stations (met een onderlinge afstand van 500 m)

Data op school

Wat is de rol van de universiteit ? De universiteit levert het detectorstation De universiteit verzamelt gegevens en coordineert het experiment In geval van problemen levert de universiteit technische bijstand De universiteit geeft hulp bij leerling projecten

Wat is de rol van de scholen? Een school zorgt voor een detector Dus: zorgt dat er data genomen wordt, en dat die data betrouwbaar is Leerlingen doen mee met de analyse van de resultaten; en met raporteren van het resultaat.

Mogelijke leerling projecten Werking detectorstation (met hulp vanuit de universiteit) Kosmische straling (literatuur onderzoek) Het internet (literatuur/praktisch) Tijd en positiebepaling: GPS (literatuur/praktisch)

Mogelijke leerling projecten Kombinatie van metingen van stations. Wie was het meest efficient? Wat was de hoogst gemeten energie? (met hulp uit universiteit) Bepaling levensduur muon …….

NAHSA Status 4 maanden data 250 coincidenties 4 coincidenties over 3 km 3 afstudeerstudenten 1 erasmus student 3 profielwerkstukken 2 krantenartikelen