Narodowe Centrum Badań Jądrowych
Zakład Fizyki Promieniowania Kosmicznego

90-137 Łódź
ul. Uniwersytecka 5
tel./fax (+48 +42) 6783022
tel./fax (+48 +42) 6783223

Teleskop mionowy




Teleskop mionowy umieszczony jest w podziemnym laboratorium na głębokości 13 m. Warstwa gruntu nad teleskopem zatrzymuje znaczną część cząstek. Z cząstek posiadających ładunek elektryczny na tę głębokość mogą docierać jedynie miony, które na powierzchni Ziemi mają energię powyżej 5 GeV.
Teleskop zbudowany jest z czterech warstw liczników Geigera-Mullera (GM). W każdej warstwie jest 20 liczników GM. Zastosowano liczniki Geigera-Mullera typu Maze'a. Są to liczniki szklane wykonane z rur takich, jak do świetlówek. Każdy licznik ma efektywną długość 80cm i średnicę 3.6cm.
Pojedynczy mion jest rejestrowany, gdy trafi w jeden licznik w każdej warstwie. Znamy wtedy kierunek jego lotu. W pamięci sterującego komputera zapisują się numery trafionych liczników GM oraz czas rejestracji. Średnio rejestrujemy 5 mionów w ciągu sekundy.
Teleskop rejestruje kierunki przychodzenia mionów, których energia na powierzchni Ziemi jest większa od 5 GeV. Miony te pochodzą z oddziaływań promieniowania kosmicznego (głównie protonów) o energiach od 20 GeV do 1000 GeV w atmosferze ziemskiej. Zmiany aktywności Słońca powodują zmiany strumienia protonów docierających do szczytu atmosfery oraz - w konsekwencji - zmiany strumienia produkowanych przez nie mionów. Przy pomocy teleskopu mionowego badamy tego typu efekty.

Spadki natężenia promieniowania kosmicznego rejestruje się, gdy słoneczne cząstki (wiatr słoneczny) i związane z nimi pola magnetyczne odpychają cząstki galaktycznego promieniowania kosmicznego, które wniknęły do Układu Słonecznego. Zmiany aktywności słonecznej (11. letni cykl) powodują w okolicach Ziemi zmniejszenie natężenia promieniowania kosmicznego o energiach poniżej kilkudziesięciu GeV (gigaelektronowolt = 1.E9 elektronowolta) w czasie zwiększonej aktywności Słońca. Więcej informacji wraz z wynikami wieloletnich rejestracji natężenia promieniowania kosmicznego podaje Instytut Badań Ziemi i Magnetyzmu Rosyjskiej Akademii Nauk. Można tam też znaleźć wyniki bieżących rejestracji i adresy innych eksperymentów rejestrujących zmiany natężenia promieniowania kosmicznego.

Łódzki teleskop mionowy zarejestrował kilka gwałtownych spadków natężenia promieniowania kosmicznego (nazywanych spadkami Forbusha):

Za obserwowane zmiany natężenia strumienia mionów odpowiadają zmiany natężenia protonów promieniowania kosmicznego o energiach powyżej 20 GeV (prawdopodobnie do ok. 50-100 GeV) w okolicy Ziemi.