Μιογραφική Διασκόπηση Γεωλογικών Δομών: Οργανολογία & Μετρήσεις Πεδίου

Abstract

Από τη μέρα που ο Βίκτωρ Χες ανακάλυψε ότι οι κοσμικές ακτίνες προέρχονται από τον ουρανό και όχι το έδαφος με το διάσημο πείραμά του με το αερόστατο, ο κόσμος της σωματιδιακής φυσικής άλλαξε για πάντα. Ωστόσο, αν και ονομάζονται ακτίνες δεν είναι ακριβώς, ακτίνες είναι κυρίως σωματίδια μερικά προερχόμενα από τον ήλιο, ενώ άλλα με υψηλότερες ενέργειες προέρχονται από αστέρια που εκρηγνύονται, μαύρες τρύπες και σουπερνόβα. Η προέλευση αυτών των σωματιδίων είναι δύσκολο να προσδιοριστεί μιας και όντας φορτισμένα σωματίδια συνεχώς παρεκκλίνουν της πορείας τους στο διάστημα. Οι κύριες κοσμικές ακτίνες δεν καταφέρνουν να φτάσουν στην επιφάνεια της Γης μιας και συγκρούονται με μόρια της ατμόσφαιρας και διασπώνται σε επιμέρους σωματίδια 25 km πάνω από τη στάθμη της θάλασσας. Από αυτή τη διάσπαση προκύπτουν πιόνια, πρωτόνια μιόνια, ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια και φωτόνια. Με την παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύουμε να εντοπίσουμε αυτά τα σωματίδια και να τα μετρήσουμε τόσο σε πλήθος όσο και σε ένταση. Ακολουθούμε τη βιβλιογραφία του CosmicWatch, ενός ανοιχτού λογισμικού πρότζεκτ απ’ το MIT και παράγουμε έναν επιτραπέζιο ανιχνευτή κοσμικής ακτινοβολίας, μιας συσκευής με μικρές ενεργειακές απαιτήσεις, που μεταφέρεται εύκολα και σχετικά φθηνή. Αφού αναλύσουμε τα στάδια παραγωγής, χρησιμοποιούμε το όργανο για μερικές ενδεικτικές μετρήσεις όπου επιβεβαιώνουμε τη θεωρία σχετικά με την αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας με την ύλη. Μελλοντικές εφαρμογές ανίχνευσης μιονίων μπορεί να είναι η ραδιογραφική διασκόπηση γεωλογικών δομών και όχι μόνο. Αυτή η μέθοδος έχει ονομαστεί και “Μιογραφία”.