Transcript B - HiSPARC

HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1896
1899
a, b
g
1912
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
Rond 1900
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
“Ontdekking” v/d kosmische straling
Tegen 1900
Een opgeladen
elektroscoop
ontlaadt spontaan op
zeeniveau
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1900 Charles T. R. Wilson’s elektroscoop
Wilson deed proeven, ‘s nachts, in tunnels van de
Schotse spoorwegen om te kijken of de stralen van
buitenaardse oorsprong zijn. Hij zag geen verschil in de
ontladingssnelheid
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
“Ontdekking” v/d kosmische straling
Verklaring bevinding:
Er zitten vrije ionen
in de lucht!!
geladen deeltje
(ioniserend)
Schulinstrument
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
“Ontdekking” v/d kosmische straling
Rutherford en Cooke
Hypothese: radioactieve straling
Test:
afschermen…en dan?
Resultaat: - 2mm dik lood geen
verandering
- 5 cm of meer: 30% tot
37%
vermindering
Conclusie: er zit in de lucht
ergens een buitengewone
doordringende straling
wat? waarvandaan?
Meten op grotere hoogte!
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1909 Theodor Wulf , een pater uit Valkenburg,
verbeterde de elektroscoop zodanig dat
hij ook bruikbaar was tijdens
ballonvluchten op grote hoogte
Een paar gespannen plaatjes
vervingen de losse plaatjes.
Dit werd het basisconcept voor een
draagbare elektroscoop.
0
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
“Ontdekking” v/d kosmische straling
Wulf ging hiermee
bovenop de
Eiffeltoren meten
Op het topje v/d Eiffel toren ontlaadt een
elektroscoop zich ook;
maar langzamer dan op
zeeniveau!
Maar niet volgens
verwachting!! HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
“Ontdekking” v/d kosmische straling
Wulf in Parijs
Grond: 6 ionen/cc,sec
300 m: 3,5 ionen/cc,sec?
• Bij gamma-straling verwacht je een halvering op
80 meter!?
• Of: extra bron of: andere
absorptie in de bovenste
luchtlagen HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1911-12
De Oostenrijkse natuurkundige Victor Hess, gebruikte de
Wulf elektroscoop tijdens een serie ballonvluchten.
• uren lang metingen op verschillende hoogten
• tijdens het stijgen en dalen!
• de straling was lager op 150 meter dan op grondniveau
• de intensiteit was verdubbeld tussen 1000 m en 4000 m
• voortdurende stijging tot 5000 m
Hij noemde deze straling
Höhenstrahlung
Hess landt na de historische
5.300 meter vlucht.
August 7, 1912
National Geographic photograph
In 1936 krijgt Hess de Nobelprijs
voor deze ontdekking.
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
Kosmisch
deeltje treft een
kern in een
fotografische
emulsie
50mm
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1913-14 Werner Kolhörster van de Physikalisch-Technische
Reichsanstalt in Berlijn
•stijgt tot 9300 m (hoger dan de Mount Everest,
gemiddelde hoogte van een
passagiersvliegtuig!)
•ontladingssnelheid 50× de snelheid op zeeniveau!
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1927-28 Jacob Clay
metingen tussen Genua en het eiland Java
•ontladingssnelheid daalt ~6%
•minimaal op de magnetische evenaar
1929 Bothe & Kolhörster
suggereren dat Clay’s breedtegraadseffect
veroorzaakt wordt door afbuigingen onder invloed
van het aards magnetisch veld DUS:
primaire straling is geladen.
HiSPARC CROP
• geïnspireerd door Carl Størmer’s (noorse wiskundige)
berekeningen ontwikkelde zijn collega Kristian Birkland’ een
theorie voor de aurora
• Birkland experimenteerde met bundels elektronen gericht op
een met fosfor beschilderde magnetische bol
terug naar Dia 14
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1930-33 Arthur Compton (Universiteit van Chicago) leidt
een wereldwijd onderzoek naar breedtegraadsinvloed, op
zee en in de bergen, op de ontladingssnelheid van kosmische
stralen. Hij bevestigt het Breedtegraadseffect.
De 4 krommen komen overeen met de 4 seizoenen.
Physical Review 52 [1937]:p.808
HiSPARC CROP
HiSPARC CROP
Geladen positieve deeltjes, komende vanuit de
ruimte naar de aarde (midden breedtegraad) ,
neigen aan te komen op aarde vanuit het ….
+q
v
A. Noorden
B. Zuiden
C. Oosten
D Westen
D.
HiSPARC CROP
E. half Oost en West
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1933-35 Thomas Johnson (van het Carnegie Instituut) en
Bruno Rossi (Italië) doen onafhankelijk van
elkaar onderzoek met Geiger telescopen naar
oost-west asymmetrie
zoals voorspeld door Georges Lemaître (Belg)
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
Størmer’s “cutoff energies”:
alleen de snelste deeltjes halen het zeeniveau op de evenaar
 minder energetische deeltjes kan je waarnemen op de
midden breedtegraad
 alle energieën komen voor in de poolstreek

HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
1937-1939 Uitgebreide air showers: de Franse
natuurkundige Pierre Auger en zijn Russische
collega Dimitry Skobeltzyn ontdekken een
schijnbare coïncidentie tussen Kosmische Stralen
telescopen op 100 meter van elkaar.
Foto's van
Nevelkamers door
George Rochester
en J.G. Wilson van de
Universiteit van
Manchester laten het
groot aantal deeltjes, in
een shower, zien
HiSPARC CROP
Vanuit de ruimte
Definitieve bewijzen van de “hemelse” herkomst van
Kosmische Stralen komen uit precieze tijdswaarnemingen
van zonne-uitbarstingen tijdens ballonvluchten
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
Een ongewone toename in intensiteit van Kosmische Stralen
wordt, achteraf, in verband gebracht met een zonnevlam
geobserveerd op
28 februari 1942
dezelfde zonnevlek wordt ook in verband gebracht met de
zonnevlam van
7 maart 1942
Deze gebeurtenissen bleken gepaard te gaan met een Sudden
Ionospheric Disturbance, waardoor de radiocommunicatie op
aarde wordt verstoord. Het Amerikaanse leger was in alle staten:
DE RUSSEN?
Hetzelfde gebeurt op
4 juni 1946 en 25 juli 1946 : verhoogde zonneactiviteit
De zonnevlam van 19 november 1949 wordt waargenomen
door Kosmische Stralen instrumenten tijdens
ballonexperimenten.
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
Tijdens de juni1946 uitbarsting,
komt de ultraviolette straling en de Röntgen-stralen
A. kort voor
B. tegelijk
C. kort na
de visuele waarneming van de zonnevlam
Waarom?
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
Tijdens de juni 1946 uitbarsting,
kwamen de
radio black-outs, veroorzaakt door de geladen
deeltjes,
A. uren voor
B. minuten voor
C. tegelijk
D. minuten na
E. uren na
de visuele waarneming van de zonnevlam.
De deeltjes die de radio
black-outs veroorzaakten
kwamen ongeveer 3 uren
later aan
Waarom?
HiSPARC CROP
De Geschiedenis van de
Kosmische Stralen
Meetstations op de grond en kleine breedtegraad
merken geen toename. Waarom?
Maar op
14 november 1960 detecteert Explorer VII
zonnevlammen die een extreme verstoring van het
aards magnetisch veld veroorzaken. De
neutronenteller op zeeniveau in Deep River, Canada
registreerde:
J.F.Steljes, H.Carmichael,
K.McCracken, Journal of
Geophysical Research 66
[1961]:p.1363
en het National Bureau of Standards
registreerde hevige storingen in het radioverkeer
HiSPARC CROP