Het Scholierenproject “Kosmische Straling”: Een speurtocht naar bijzondere signalen uit het heelal Johan Messchendorp, KVI 2003

Wat zijn de bouwstenen van materie? Waar komt materie vandaan?

De eerste ideeën vuur lucht water aarde Bouwstenen warm koud droog vochtig Eigenschappen

Ons huidig beeld Bouwstenen bestaan uit andere bouwstenen… Klein,kleiner,kleinste…

Kosmische Straling? Invallende kerndeeltjes uit het heelal Kort door de bocht: 90% protons (=waterstofkern) 9% heliumkern

“Ontdekking” van kosmische straling Een opgeladen elektroscoop ontlaadt spontaan Experiment met elektroscoop Metalen staaf Reepjes metaalfolie Glazen fles Isolatiemateriaal Ontdekking van Theodor Wulf: 1909 (Nederlandse priester!) Geladen staaf + +

Verklaring….. Ionisatie door invallende straling straling Ontlading van elektroscoop Waar komen deze deeltjes vandaan? Priester: uit de hemel?

Oorsprong van straling? Priester: meting op de Eiffeltoren Ontlading van elektroscoop nog sneller! Straling dus neemt toe des te hoger in de atmosfeer!

“Ontdekking” van kosmische straling Ontdekking van kosmische straling Straling neemt inderdaad toe des te hoger in de atmosfeer! Viktor Hess : Oostenrijkse wetenschapper , ballonvluchten tot 5km hoog 1936 Nobelprijs winnaar

Dus kosmische straling bestaat, maar… Waar komt het vandaan? En hoe kunnen we het meten?

De zon, een bron van energie De zon produceert energie door kernfusie Massa wordt omgezet in andere vormen van energie: licht, warmte,… Per seconde wordt 700,000,000 ton waterstof omgezet in 695,000,000 ton helium

De zonnewind wordt afgebogen door het magneetveld van de aarde Botsing van geladen deeltjes met atomen in de atmosfeer.... Noorderlicht! De zon, een bron van straling

Zeer hoog-energetische straling Aantal deeltjes per seconde per vierkante meter als functie van de energie Energie kan oplopen tot eV (vergelijk KVI: eV) =energie van een tennisbal met snelheid van 300 km/h En dat voor 1 kerndeeltje!!!!

Mogelijke bron van hoog- energetische straling Een supernova is een zware ster die onder zijn eigen gewicht instort. De buitenste lagen worden weggeblazen. Daarbij worden deeltjes versneld tot zeer hoge energie.

Supernova 1987A De meest recente met het oog zichtbare supernova vond plaats in miljoen oude ster met een massa van 20xZon en Lichtjaren van de aarde. Energie van eV = * atoombom

Hoe meten we nu hoog- energetische kosmische straling op aarde? Aantal deeltjes in atmosfeer per km 2 : Energie > eV 12 events/jaar Energie > eV 9 events/jaar Energie > eV 1 event /jaar Energie > eV 6 events/eeuw Oeps, hoe kunnen we dan toch nog meten? Antwoord: Atmosfeer als vergrootglas!!!

Een regen van deeltjes Kosmische deeltjes botsen in top van atmosfeer met zuurstof- en stikstofkernen. Een lawine van nieuwe deeltjes wordt geproduceerd. Meetstations op aarde kunnen lawine meten en zodoende de energie en positie van invallend deeltje reconstrueren.

Hoe ziet zo’n detector eruit?

Hoe werkt zo’n detector nu? Elektrisch puls Straling Scintillatielicht Internet

Meetstation op school Detector in skiboxen op het dak van school in Nijmegen

Een paar voorbeelden voor een profielwerkstuk……

Hoe werkt een meetstation? Wat zijn de onderdelen in een meetstation? Hoe wordt de afgegeven energie van geladen deeltjes omgezet in een elektronisch signaal? Hoe wordt een detector gebouwd? Bouw je eigen detector op het KVI!

Relativiteit… Tijd en ruimte voor deeltjes met een snelheid dicht bij de lichtsnelheid worden relatieve begrippen…voorbeeld: Proton met E=10 20 eVv=lichtsnelheid Afkomstig van Virgo = lichtjaren Dus heeft het volgens aardse meting jaren gereisd Relativiteit Relativiteit: deeltje heeft zelf slechts 5 dagen gereisd!! Relativiteit?… Einstein!!“Alles is relatief” ????

Het Scholierenproject “Kosmische Straling” Interesse om mee te doen? 1) Vraag je leraar…of… 2) Neem met mij contact op…of… 3)