ESFZ – Erlanger SchülerForschungsZentrum für Bayern

Cosmic-Forschungswoche Astroteilchenphysik (Osterferien 2012)

Carola Fischer                      Willstätter-Gymnasium Nürnberg
Felix Wechsler                      Johann-Sebastian-Bach-Gymnasium Windsbach
Jan-Hendrik Rüttinger         Emmy-Noether-Gymnasium Erlangen
Jonathan Schiller                 Willibald-Gluck-Gymnasium Neumarkt
Moritz Schulz                        Bertha-von-Suttner-Gymnasium Neu-Ulm
Sebastian Anders                 Marie-Therese-Gymnasium Erlangen
Thomas Simonis                  Adam-Kraft-Gymnasium Schwabach
Tim Saalfrank                       Rudolf Steiner Schule Nürnberg
Timo Eckstein                      Willibald-Gluck-Gymnasium Neumarkt

Zu Beginn der Forschungswoche erfolgte durch die Tutoren und Frau Anton eine Einführung in die Thematik der kosmischen Strahlung. Im weiteren Verlauf wurden wir Schüler genauer über Myonen, spezielle Elementarteilchen, aufgeklärt. Wir lernten unter anderem wieso Myonen trotz ihrer sehr geringen Halbwertszeit von 2,2ps auf der Erde messbar sind. In den restlichen vier Tagen der Forschungswoche untersuchten wir mit Hilfe von Myonendetektoren die Eigenschaften Geschwindigkeit, Einfallswinkel und Halbwertszeit der oben genannten Teilchen. Für jedes Experiment mussten die Detektoren aufwendig kalibriert werden. Dazu wurden die zwei Parameter Versorgungsspannung und Schwellspannung optimal untereinander angepasst. Nach der Kalibrierung begannen wir mit der Untersuchung der Halbwertzeit von Myonen. Dieser Versuch musste bedingt durch die geringe Zählrate über die gesamte Woche durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Auswertung dieses Versuchs deckten sich nicht mit den zu erwartenden Werten. Parallel zu diesem Versuch wurde am zweiten Tag ein Experiment zur Bestimmung der Geschwindigkeit gestartet. Bei der Auswertung wurden wir von unserem nahezu perfekten Wert von 0,995c selbst überrascht. Auch mit einer Messungenauigkeit von 0,0049c liegt der Wert nahe an dem Literaturwert von 0,998c. Der Höhepunkt der Forschungswoche bildete der Versuch zur Messung des Einfallswinkels von Myonen. Aufwendig konstruierten wir eine selbstgebaute schwenkbare Versuchsanordnung, um wieder mit Hilfe der kalibrierten Detektoren die Zahl der Myonen in einem spezifischen Winkelintervall zu bestimmen. Unsere Ergebnisse lieferten gegen den Einfallswinkel aufgetragen eine cos^2-Kurve. Auch dieses Resultat war von unseren Tutoren in ähnlicher Weise erwartet.