CosMO-Mühle

Die CosMO-Mühle (Cosmic Muon Observer) ist am Zeuthener Standort von DESY fest installiert. Sie besteht aus einem drehbaren Gestell, auf dem zwei CosMO-Detektoren in einem festen Abstand von 97 cm montiert sind.

Angetrieben von einem Schrittmotor wird die Position des Mühlenarms zu jeder Stunde um 15 Grad innerhalb eines Intervalls von -90 bis 90 Grad geändert. Durch diese stündliche Drehung kann die Abhängigkeit der Rate kosmischer Teilchen vom Zenitwinkel untersucht werden.

Zum Filtern von Fehlsignalen sind die beiden Detektoren in Koinzidenz geschaltet. Das heißt, es werden nur diejenigen Signale gewertet, die von beiden Detektoren gemessen wurden. Durch diese Koinzidenzschaltung bei einem Detektorenabstand von knapp einem Meter wird auch der Öffnungswinkel des Experiments verkleinert und somit eine genauere Richtungsbestimmung der Teilchen ermöglicht.

Die CosMO-Mühle besteht aus:
 

• zwei CosMO-Detektoren
• einer DAQ-Karte,
• einem Mühlenarm, an dessen Enden die beiden Detektoren im Abstand von 97 cm montiert sind,
• einem Schrittmotor und der Elektronik für seine Steuerung,
• einem Computer für die Datennahme und Steuerung der Winkelposition.

Die auf Cosmic@Web abgespeicherten Datensätze enthalten: Zeit, Myonrate, Zenitwinkel, Luftdruck, Temperatur. Weitere Informationen findest du in der Datensatzbeschreibung.

Mit diesem Experiment sind folgende Analysen möglich:
 

• Messung der Rate kosmischer Teilchen in Abhängigkeit vom Zenitwinkel,
• Untersuchung des Einflusses der Wetterbedingungen auf die Raten bei verschiedenen Winkeln,
• Vergleich der Daten zu unterschiedlichen Zeiten,
• Vergleich mit Daten vom Trigger-Hododskop,
• Vergleich mit eigenen Messungen der Winkelabhängigkeit mit dem CosMO- oder Kamiokannen-Experiment.

Auf der Plattform Cosmic@Web finden sich unter der Session-ID CosMO-Muehle einige Beispieldiagramme.

In diesem Häufigkeitsdiagramm, auch 1D-Histogramm, wird dargestellt, welche Rate wie oft gemessen wurde.
Dazu wurden bestimmte Ratenbereiche festgelegt und die Werte, die in jeweils einem Bereich liegen, gezählt. Bei Cosmic@Web kann eine bestimmte Anzahl solcher Bereiche ("Bins") festgelegt werden. Hier beispielsweise wurden die Raten in 100 Bereiche eingeteilt.
 

• Wie kommt jedoch diese Verteilung zustande? Womit könnte das zusammenhängen?

In diesem xy-Diagramm werden Myonraten mehrerer Messungen für jeden Winkel abgetragen. Farbig gekennzeichnet wird der zum Messzeitpunkt herrschende Luftdruck.
Insgesamt werden aber nur die Messungen eines ganz bestimmten Zeitraums betrachtet. Dieser enthält eine Phase mit einem eher hohen und eine Phase mit einem eher niedrigen Luftdruck. Die genauen Einstellungen sind auf der Session-ID CosMO-Muehle zu finden.
 

• Was sagt dieses Diagramm aber aus? Welche Schlussfolgerungen lassen sich daraus ziehen?