Trigger-Hodoskop

Das Trigger-Hodoskop bietet die Möglichkeit, verschiedene Aspekte der kosmischen Strahlung zu untersuchen. Bei der Datenauswertung über Cosmic@Web können Nutzer:innen individuell Bedingungen definieren, die ein Signal erfüllen muss. So lässt sich nach bestimmten Ereignissen wie einzelnen Myonsignalen oder auch Luftschauern filtern.

Das Experiment besteht aus Teilen von Szintillationszählern, die bis zum Jahr 2000 im L3-Cosmic Experiment am CERN eingesetzt wurden. Nun werden die Szintillationszähler am DESY in Zeuthen für Schülerexperimente genutzt.

Die Segmente einer Ebene sind 0,5 × 0,5 m² große Szintillatoren, in denen ein Lichtsignal entsteht, sobald diese von Myonen aus der kosmischen Strahlung durchdrungen werden. Das Licht in jedem Segment wird von zwei PMTs gemessen. Nur wenn beide PMTs gleichzeitig Licht detektieren, wird das als Signal gewertet. Auf diese Weise wird der Einfluss von zufälligen Fehlsignalen reduziert. Zur weiteren Reduzierung von Fehlsignalen sind auch die drei Detektorebenen in Koinzidenz geschaltet. Damit wird garantiert, dass nur Signale von kosmischen Teilchen gewertet werden, weil nur diese eine ausreichende Energie haben, Segmente in allen drei Ebenen zu durchqueren.

Das Experiment besteht aus:
 

• 3 Ebenen mit je 4 Segmenten,
• jedes Segment wird von 2 PMTs ausgelesen,
• einer Hochspannungsversorgung für die PMTs,
• einer DAQ-Karte,
• einem Computer für die Steuerung der Komponenten und der Speicherung der Daten.

Mit dem Trigger-Hodoskop stehen seit 2010 Daten für die Auswertung zur Verfügung. Folgende Informationen werden in einem Datensatz gespeichert: Zeit, die Segmente mit einem Triggersignal (Teilchendurchgang), Luftdruck und Außentemperatur. Weitere Informationen findest du in der Datensatzbeschreibung.

Die schematische Abbildung zeigt die drei Ebenen des Teleskops.
Ebene 1 und 2 liegen ca. 70 cm und Ebene 2 und 3 ca. 220 cm auseinander.

Mit dem Trigger-Hodoskop werden seit Mai 2004 Daten aufgezeichnet. Folgende Untersuchungen sind z. B. möglich:
 

• Bestimmung der Rate kosmischer Teilchen im zeitlichen Verlauf
• Häufigkeit von Luftschauern und Myonen (Myon-Kandidat: in jeder Ebene wurde ein Segmente getroffen, Luftschauer: in jeder Ebene wurden alle Segmente getroffen)
• Bestimmung der Rate in Abhängigkeit von Wetterbedingungen wie Luftdruck, Temperatur oder Luftfeuchte
• Vergleich der Ergebnisse verschiedener Jahre
• Suche nach kurzen Zeitabschnitten mit erhöhter Rate, deren Ursache z. B. Sonneneruptionen sein können
• Suche nach Forbush Decreases und Ground Level Enhancements in den Raten kosmischer Teilchen
• Vergleich mit Daten, die eigenständig mit dem CosMO- oder Kamiokannen-Experiment genommen wurden

Auf der Plattform Cosmic@Web finden sich unter der Session-ID Trigger-Hodoskop einige Beispieldiagramme.

Dieses xy-Diagramm zeigt die gemessenen Myonraten im zeitlichen Verlauf. Ein Myonsignal wird dann vom Trigger-Hodoskop aufgezeichnet, wenn in jeder Ebene ein Segment getroffen wurde.
Hier wurde ein bestimmter Zeitraum zur Betrachtung ausgewählt.
Die genauen Einstellungen sind auf der Session-ID Trigger-Hodoskop zu finden.

• Was ist auffällig an diesem Verlauf? Wie lässt sich das erklären?