Projekt „Fokus Maturaarbeit“ fokusmaturaarbeit.lu. ch

Frank Timon

Poster Fokus Maturaarbeit 2020

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Titel der Maturaarbeit:
Messung des Zerfalls atmosphärischer Myonen

Schule:
Kantonsschule Sursee

Betreuer/-in:
Sromicki Jerzy

Kategorie:
Physik, Mathematik, Informatik, Technik

Poster:
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Zusammenfassung:
Heutzutage wird das Gebiet der Teilchenphysik oft mit gigantischen Projekten am CERN (CH) oder Fermilab (USA) assoziiert. Wie ist es also möglich, Teilchenphysik ohne grosse Beschleuniger in Sursee zu praktizieren?
Eine Möglichkeit zeigt Timon Frank auf. Er hat sich als Ziel die Untersuchung des Myons, eines «schwereren Bruders» des Elektrons, gesetzt. Ein Myon zerfällt innerhalb einer 2 millionstel Sekunde in ein Elektron und zwei Geisterteilchen, Neutrinos. Dieser Zerfall dient in der Welt der Elementarteilchen als Musterbeispiel für alle anderen Zerfallsprozesse.
Um die mittlere Lebensdauer der Myonen zu bestimmen, benutzt Timon Frank die Myonen der kosmischen Strahlung. Diese werden in einem Absorber gestoppt und die Zeitverteilung der verzögerten Elektronen wird gemessen. Die sorgfältige statistische Datenanalyse führt zu folgendem bemerkenswertem Resultat: die mittlere Lebensdauer von Myonen in Ruhe beträgt 2.37+-0.29 Mikrosekunden.

Würdigung:
Timon Frank hat gezeigt, dass es möglich ist, sogar in der Schule mit den grössten Fragen der modernen Wissenschaft in Berührung zu kommen. Das Novum an seinen Experimenten ist die Ersetzung einer teuren und komplexen elektronischen Apparatur durch ein programmierbares Digitaloszilloskop, welches als Speichergerät für elektronische Impulse dient. Die
Maturaarbeit von Timon Frank kann als Ausgangspunkt für weitere Maturaarbeiten mit kosmischer Strahlung dienen. Dabei ist die Schweiz aufgrund ihrer grossen Höhenunterschiede für einen Test der Speziellen Relativitätstheorie besonders gut geeignet.
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