Analiza deponovane energije kosmičkih miona u NaI(Tl) detektoru Autor: Marjanović Rade, apsolvent Mentor: dr Mrđa Dušan, docent

U V O D Cilj Metode Rezultati

Srednje vreme života [s] Mioni Oznaka μ- Naelektrisanje -e Masa 1,88*10-28 kg (105.66 MeV/c2) Spin ½ Srednje vreme života 2.2*10-6 s Interakcija slaba, elektomagnetna, gravitaciona Naziv čestice Simbol Masa [MeV/c2] Naelektrisanje [e] Srednje vreme života [s] Elektron e 0.511 -1 stabilan Elektronski neutrino νe <7*10-6 Mion μ 105.7 2.2*10-6 Mionski neutrino νμ <0.27 Tau-lepton τ 1777.1 2.96*10-13 Tau neutrino ντ <31

Scintilacioni detektori Opšte karakteristike scintilacionih detektora su seldeće: Visoka energetska osetljivost Velika brzina i kratko vreme razlaganja Diskriminator oblika impulsa Velika mogućnost izbora različitih geometrijskih formi, kao i kombinacija u izvođenju eksperimenata.

Anihilaciona linija e- e+ Rezultati Energija [keV] Tip linije 511 Anihilaciona linija e- e+ 911 228Ac iz 232Th serije 1120 214Bi iz 238U serije 1460.8 40K 1764 2614.8 208Tl iz 232Th serije

h=228 mm 76 mm

Kinetička energija upadnih miona [MeV] Gubitak energije po jedinici dužine -dE/dX [MeV/cm] Ukupni gubitak enerije -dE [MeV] 500 3.4871 79.50588 1000 3.7795 86.1726 1500 3.663346 83.5242888 2000 4.07914 93.004392 3000 4.2559 97.03452 5000 3.7736 86.038 10000 3.378 77.0184

Totalni gubitak koji se najbolje poklapa sa spektrom je za kinetičku energiju miona od 2000 MeV-a i iznosi 93.004392 MeV-a za ukupnu visinu detektora od 228 mm, odnosno 4.07914 MeV/cm. Pošto je maksimum energije u razmazanom delu spektra 49.2781 MeV-a, odatle zaključujemo da su mioni koji su odgovorni za taj maksimum prošli kroz oko 120 mm detektora. Ugao, odnosno upadni pravac definišemo u odnosu na vertikalni pravac. Geometrijskim putem je određeno nekoliko uglova koji zadovoljavaju uslov da mioni prođu kroz debljinu detektora od 120 mm i ti uglovi su: 107°, 115°, 126°, 152°.

Zaključak Jedan od najbitnijih rezultata do kojih smo došli ovim eksperimentom je uspešno određivanje energije miona na nivou mora, pomoću ovakvog detektora. Drugi bitan rezultat je određivanje dominantnih pravaca miona kao komponente sekundarnih kosmičkih zraka. Kao nastavak ovog projekta moguće je pronaci funkcionalnu zavisnost upadnog ugla miona za razmazani deo, radi lakšeg određivanja pravca, i naravno napraviti koincidentni sistem detekora (npr. plastik i NaI) radi preciznijeg određivanja uupadnih uglova koji izazivaju razmazani deo spektra.