Cosmic Latte CL062 Kosmische Strahlung: Energetische Grüße aus dem Universum
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Cosmic Latte feiert Geburtstag! Wir feiern unseren dritten Jahrestag und bedanken uns bei unseren treuen Hörerinnen und Hörern. Diesmal haben wir ein spannendes astronomisches Thema im Gepäck: die kosmische Strahlung! Das sind Teilchen aus dem All, die jeden Tag auf die Erde treffen und deren Energien jene aus Teilchenbeschleunigern bei Weitem übertreffen. Obwohl sie seit über 100 Jahren bekannt sind, gibt es immer noch Fragen, die die Forschung beschäftigen. Eva und Jana schauen sich an, aus was kosmische Strahlung besteht, wie sie entdeckt wurde und warum sie für uns Menschen hier auf der Erde nicht gefährlich ist, für Mond- und Marsmissionen jedoch ein Risiko darstellt.
Drei Jahre Cosmic Latte und eine Inspiration
Wir feiern Geburtstag! Cosmic Latte wird drei Jahre alt und wir möchten unsere treuen Hörerinnen und Hörer feiern, die uns seit über sechzig Folgen unterstützen und begleiten. Wir freuen uns immer besonders über Post aus der Hörerschaft. Dieses Mal hat uns ein Hörer zum Thema Astronomiestudium geschrieben. Da er selbst ein Spätberufener ist, finden wir seine Geschichte so inspirierend, dass wir sie natürlich mit euch im Podcast teilen möchten.
Kosmische Strahlung
In dieser Folge werfen wir einen Blick auf die kosmische Strahlung, ein Phänomen, das uns aus fernen Regionen des Universums erreicht. Sie besteht aus hochenergetischen Teilchen, darunter Protonen, Heliumkerne und schwerere Atomkerne, die ständig auf die Erde treffen. Ihre Energien reichen von einigen Millionen bis zu unglaublichen 10²⁰ Elektronenvolt. Das ist deutlich mehr, als am Teilchenbeschleuniger LHC am CERN erzeugt werden kann.
Kosmische Strahlung besteht aus zwei Hauptkomponenten:
Primäre kosmische Strahlung: stammt direkt aus dem All, von der Sonne, von Supernovae, von Pulsaren oder von aktiven Galaxienkernen.
Sekundäre Strahlung: entsteht durch Wechselwirkungen in der Erdatmosphäre und umfasst Myonen, Pionen, Neutrinos und andere Teilchen.
Doch wie wurde diese geheimnisvolle Strahlung eigentlich entdeckt?
Der österreichische Physiker Victor Franz Hess ging dieser Frage im Jahr 1912 mit einer spektakulären Versuchsreihe auf den Grund. Bei mehreren Ballonfahrten – unter anderem in der Nähe von Evas Heimatort Bad Vöslau in Niederösterreich – stieg er bis auf über 5.000 Meter Höhe auf und maß mit einem Elektroskop die Ionisation der Luft. Entgegen aller Erwartungen nahm die Strahlung in größeren Höhen zu. Dies war ein klarer Hinweis auf ihren Ursprung im Weltall. Für diese Entdeckung wurde Hess im Jahr 1936 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Experimenteller Nachweis
Für den experimentellen Nachweis und die Erforschung der kosmischen Strahlung spielte auch eine zweite österreichische Physikerin eine entscheidende Rolle: Marietta Blau.
Mit ihren fotografischen Emulsionen konnte sie ab den 1930er-Jahren erstmals die Spuren kosmischer Teilchen sichtbar machen, was einen Meilenstein in der Teilchendetektion darstellt. Gemeinsam mit Hertha Wambacher wies sie im Jahr 1937 Teilchenschauer nach, auch Sekundärteilchen genannt, die entstehen, wenn kosmische Strahlung auf die Erdatmosphäre trifft. Im Gegensatz zu Hess wurde Blau für ihre bahnbrechende Arbeit lange Zeit nicht entsprechend gewürdigt. Obwohl Erwin Schrödinger sie für den Nobelpreis vorschlug, erhielt Cecil Powell 1950 diese Auszeichnung, obwohl seine Arbeit auf der Forschung der beiden Frauen basierte. In seiner Rede erwähnte Powell Blau oder Wambacher nicht. Erst in den letzten Jahren wurde ihr Beitrag zur Teilchenphysik zunehmend anerkannt. Heute gilt sie als eine der bedeutendsten Physikerinnen des 20. Jahrhunderts und als stille Wegbereiterin der modernen Hochenergiephysik.
offene Fragen
Trotz jahrzehntelanger Forschung, gibt es immer noch einige offene Fragen zur kosmischen Strahlung:
Woher kommen die energiereichsten Teilchen? Wir haben "heiße" Kandidaten wie Supernovae, aktive Galaxienkerne, Pulsare oder Gammastrahlungsausbrüche. Doch für extrem hochenergetische Teilchen ist die Ursprungsquelle unklar.
Zudem wissen wir noch nicht genau, wie sie beschleunigt werden, und warum die Strahlung aus allen Richtungen fast gleichmäßig verteilt ist, obwohl ihre Quellen punktuell erscheinen sollten.
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