Der uns umgebende Raum wird ständig von Elementarteilchen durchquert, die weit entfernt innerhalb unserer Galaxis entstehen: kosmische Strahlung. Unser Körper ist ihnen gegenüber unempfindlich, obwohl ihn jede Sekunde eine Vielzahl sogenannter kosmische Teilchen bombardieren. Das Cosmophone wurde entwickelt, um sie zu erfassbar zu machen, indem ihre Bahnen und Eigenschaften im Raum als Klänge dargestellt werden. Eine solche Installation kann mit Standardtechniken der Elementarteilchenphysik und Computermusik gebaut werden. Die in Meereshöhe messbaren Phänomene der von kosmischer Strahlung erzeugten Elementarteilchen zusammen mit der Modularität der Installation ermöglichen Anwendungen, die von großen Konzertsälen bis hin zu persönlichen Mikrogeräten reichen.
In der aktuellen Version des Cosmophones erkennen im Raum angeordnete Detektoren kosmische Teilchen mit Hilfe des von ihnen erzeugten Szintillationslichts. Die Parameter ihrer Flugbahnen werden unmittelbar an ein Audiosynthesesystem geschickt, das sie im Raum als Töne darstellt. Teilchen werden durch Aufprallgeräusche oberhalb und unterhalb des Beobachters angezeigt. Ihre Geschwindigkeit wird durch eine Verschiebung der Tonhöhe (dem sogenannten Doppler-Effekt) wiedergegeben, wie man sie von einem vorbeifahrenden Feuerwehrauto kennt, dessen Klang der Sirene sich ständig ändert. Schauer von Elektronen und Positronen (Anti-Elektronen), die von Zeit zu Zeit durch eine Wechselwirkung eines Myons oberhalb des Ausstellungsraums verursacht werden, werden durch ein Prasseln oder Plätschern wiedergegeben.
Kosmische Strahlung
Interstellarer Raum wird von einem ständigen Fluss von hochenergischen Elementarteilchen erfüllt, die als „kosmische Strahlen“ bezeichnet werden. Diese Teilchen bestehen überwiegend aus Protonen, d. h. Kernen von Wasserstoffatomen. Sie sind die Überreste gewaltiger Phänomene, die sie irgendwo im Universum erzeugt und beschleunigt haben. Die meisten von ihnen werden in unserer Galaxie produziert, zum Beispiel, wenn ein alternder, massiver Stern in eine Supernovae explodiert. Sie bleiben Millonen von Jahren in der Galaxie vom galaktischen Magnetfeld eingesperrt, bis einige wenige davon auf der Erde eintreffen.
Wenn kosmischen Strahlen die Erde erreichen, erzeugen sie Schauer von Sekundärteilchen in den obersten Schichten der Atmosphäre. Obwohl diese Schauer teilweise wieder von der Atmosphäre absorbiert werden, erzeugen sie eine große Vielfalt von Phänomenen, die unter Verwendung der Techniken der Teilchenphysik auf Meereshöhe und darunter nachweisbar sind. Die nachstehend gezeigten Ereignisse wurden vom H1 -Experiment aufgezeichnet, einem 10 m³ großen Detektor 30 Meter unter der Erde in Hamburg.
Die hauptsächliche auftretenden Phänomene sind:
• ein großer Myonfluss. Ein Myon ist eine Art schweres Elektron, das wegen seiner kurzen Lebenszeit in normaler Materie nicht vorkommt. Die Myonen treten in kosmischen Luftschauern mit großen Geschwindigkeiten auf. Sie sind die einzigen Schauerteilchen, die aufgrund ihrer Eigenschaften direkt den Erdboden erreichen.
• durch Myonen erzeugte Sekundärschauer bei der Kollision mit umgebender Materie. Ein häufiges Beispiel sind elektromagnetische Schauer, das heißt Schauer aus Elektron-Positron-Paaren, wenn Myonen nahe an einem Atomkern vorbeifliegen.
• Schwärme von mehreren Myonen, die aus derselben Richtung parallel zueinander und mit bis zu mehreren Metern Abstand voneinander auftreten und in hochenergetischen atmosphärischen Schauern auftreten.
Hier gibt es mehr über Teilchen und kosmische Strahlung zu lesen:
- Allgemeine Webseiten des CERN