Entstehung durch Zerfall
Kosmische Teilchen im Anflug
Teilchen, wo kommt ihr denn her?
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Teilchen aus dem All
Kosmische Teilchenschauer auf dem Weg zur Erde
Es regnet kosmische Strahlung, überall auf der Welt, in jeder Sekunde, bei jedem Wetter. Das Weltall spuckt uns sozusagen ohne Unterbrechung Teilchen auf den Kopf, und gibt den Physikern damit große Rätsel auf. Denn bis heute ist nicht eindeutig geklärt, wie die Teilchen – vor allem Protonen – im All derart stark beschleunigt werden, dass sie die Entfernung bis zur Erde überhaupt zurücklegen können.
Es ist noch nicht ganz 100 Jahre her, dass die kosmischen Teilchen entdeckt wurden. Als erster kam im Jahr 1910 der deutsche Jesuitenpater Theodor Wulf auf die Spur dieser Strahlung, als er den Eiffelturm in Paris bestieg, um eine These zu beweisen: Die Ionisation, also die elektrische Aufladung der Luft, entstehe durch radioaktive Strahlung aus dem Boden, vermutete Wulf. Demzufolge hätte sie mit jedem Meter, den Wulf auf den Treppen des Eiffelturms weiter nach oben stieg, abnehmen müssen. Tat sie aber nicht, im Gegenteil wurde die Ionisation stärker, je weiter er sich vom Erdboden entfernte. Wulf folgerte, die gesuchte Strahlung käme also nicht aus dem Boden, sondern aus dem Kosmos.
Auf der Suche nach den kosmischen Teilchen: Victor Hess in seinem Forschungsballon
Mit einem deutlich wagemutigeren Experiment bestätigte der österreichische Physiker Victor Hess in den folgenden Jahren diese Theorie. Er stieg mit einem Ballon in Höhen von mehr als 5000 Metern auf und stellte auf dem Weg Messungen über die elektrische Aufladung der Luft an. Wie Wulf vermutete hatte, stieg sie mit der Höhe weiter an. Der Beweis war damit erbracht, ihren Namen erhielt die kosmische Strahlung wenige Jahre später.
Allerdings erreichen die hochenergetischen Teilchen aus dem All nur in den seltensten Fällen überhaupt selbst die Erde. In der Atmosphäre kollidieren sie in der Regel mit Luftmolekülen und lösen dabei eine ganze Lawine aus weiteren Teilchen aus, die mit hoher Geschwindigkeit weiter in Richtung Boden rasen. Die meisten Teilchen in dieser Lawine sind sehr instabil und zerfallen schnell von selbst in andere Teilchen. Proton und Neutronen jedoch leben länger und schlagen auf ihrem Weg durch die Atmosphäre weitere Neutronen und Protonen aus den Atomkernen der Luftmoleküle heraus. Auf unsere Köpfe treffen dann vor allem Photonen, Elektronen und Positronen, deutlich seltener Myonen und Hadronen.
Was diese Teilchen am Erdboden anrichten können, hängt wesentlich von ihrer Energie ab, die sehr unterschiedlich hoch sein kann. Einige sind fast so energiereich wie ein stark geschlagener Tennisball, andere erreichen den Boden mit deutlich weniger Beschleunigung. Andererseits setzen wir uns der kosmischen Strahlung auch umso stärker aus, je weiter wie uns vom Erdboden entfernen – beim Bergsteigen etwa oder im Flugzeug.
Auf den folgenden Seiten erfahren Sie, wie hoch die Strahlenbelastung auf einem Flug sein kann und aus welchen Teilchen der kosmische Regenschauer aufgebaut ist. Außerdem nehmen wir sie mit auf die Suche nach dem Urspung der kosmischen Strahlung, zu explodierenden Sternen, Pulsaren und galaktischen Jets.
Kosmische Teilchenschauer auf dem Weg zur Erde
Es ist noch nicht ganz 100 Jahre her, dass die kosmischen Teilchen entdeckt wurden. Als erster kam im Jahr 1910 der deutsche Jesuitenpater Theodor Wulf auf die Spur dieser Strahlung, als er den Eiffelturm in Paris bestieg, um eine These zu beweisen: Die Ionisation, also die elektrische Aufladung der Luft, entstehe durch radioaktive Strahlung aus dem Boden, vermutete Wulf. Demzufolge hätte sie mit jedem Meter, den Wulf auf den Treppen des Eiffelturms weiter nach oben stieg, abnehmen müssen. Tat sie aber nicht, im Gegenteil wurde die Ionisation stärker, je weiter er sich vom Erdboden entfernte. Wulf folgerte, die gesuchte Strahlung käme also nicht aus dem Boden, sondern aus dem Kosmos.
Auf der Suche nach den kosmischen Teilchen: Victor Hess in seinem Forschungsballon
Allerdings erreichen die hochenergetischen Teilchen aus dem All nur in den seltensten Fällen überhaupt selbst die Erde. In der Atmosphäre kollidieren sie in der Regel mit Luftmolekülen und lösen dabei eine ganze Lawine aus weiteren Teilchen aus, die mit hoher Geschwindigkeit weiter in Richtung Boden rasen. Die meisten Teilchen in dieser Lawine sind sehr instabil und zerfallen schnell von selbst in andere Teilchen. Proton und Neutronen jedoch leben länger und schlagen auf ihrem Weg durch die Atmosphäre weitere Neutronen und Protonen aus den Atomkernen der Luftmoleküle heraus. Auf unsere Köpfe treffen dann vor allem Photonen, Elektronen und Positronen, deutlich seltener Myonen und Hadronen.
Was diese Teilchen am Erdboden anrichten können, hängt wesentlich von ihrer Energie ab, die sehr unterschiedlich hoch sein kann. Einige sind fast so energiereich wie ein stark geschlagener Tennisball, andere erreichen den Boden mit deutlich weniger Beschleunigung. Andererseits setzen wir uns der kosmischen Strahlung auch umso stärker aus, je weiter wie uns vom Erdboden entfernen – beim Bergsteigen etwa oder im Flugzeug.
Auf den folgenden Seiten erfahren Sie, wie hoch die Strahlenbelastung auf einem Flug sein kann und aus welchen Teilchen der kosmische Regenschauer aufgebaut ist. Außerdem nehmen wir sie mit auf die Suche nach dem Urspung der kosmischen Strahlung, zu explodierenden Sternen, Pulsaren und galaktischen Jets.