Informe flujo muones con contadores geiger
Páginas: 5 (1127 palabras)
Publicado: 22 de mayo de 2013
CONTADORES GEIGER
Sara Pérez
Abril 2013
Métodos de detección en física de Altas Energías
Resumen
El objetivo de esta práctica es determinar el flujo de muones mediante el uso de
contadores Geiger. Además se ha estudiado su variación en función del ángulo de
incidencia y su posible variación diurna.
Introducción teórica
El muón es una partícula elemental perteneciente a la segundageneración de
leptones, tiene la misma carga que el electrón pero su masa es unas 200 veces mayor.
Los muones constituyen la partícula cargada más abundate procedente de los rayos
cósmicos.
Los muones utilizados en esta
práctica proceden de una fuente
natural, los rayos cósmicos. Los
rayos cósmicos son una fuente de
radiación natural proveniente del
espacio, cuyo estudio (sobretodo
antes de losaceleradores de
partícula) fue fundamental para el
avance de la física de partículas.
Tras alcanzar la atmósfera los rayos
cósmicos interaccionan con los
protones y núcleos atómicos pesados
dando lugar a partículas secundarias
como los piones. Estas partículas
secundarias pueden o interaccionar de nuevo o decaer.
Los piones cargados se desintegran en muones y neutrinos:
Un contadorGeiger es un detector de partículas y de radiaciones ionizantes, permite
medir la radiactividad de un objeto o lugar.
Está formado, normalmente, por un tubo
con un fino hilo metálico con voltaje
positivo, que se encuentra a lo largo de
su centro. El espacio entre ellos está
aislado y relleno de un gas.
Un ión o electrón penetra en el tubo (o
se desprende un electrón de la pared
por losrayos X o gamma) arranca
electrones de los átomos del gas y estos
debido al voltaje positivo, son atraídos
hacia el hilo. Al hacer esto ganan
energía, colisionan con los átomos y
liberan más electrones, hasta que el
proceso se convierte en un alud que produce un pulso de corriente detectable
Al instrumento se le llama un "contador" debido a que cada partícula que pasa por él
produce un pulsoidéntico, permitiendo contar las partículas, pero sin decirnos nada
sobre su identidad o su energía (excepto que deberán tener energía suficiente para
penetrar las paredes del contador).
Dispositivo Experimental
Se dispone de tres detectores Geiger, para diferenciarlos cada uno de ellos se ha
identificado con un color (rojo, blanco y azul).
Para empezar se han calibrado los detectores y seha comprobado que las
distribuciones de ambos son compatibles en forma.
Después se ha estudiado el flujo de muones en función del ángulo de incidencia,
midiendo con los tres detectores en coincidencia, uno encima de otro. De esta manera,
los muones que atraviesen los tres detectores tendrán un ángulo de incidencia
conocido.
Por último, se ha estudiado la posible variación diurna del flujo demuones. Para ello,
se ha medido el flujo de muones durante varios días, y observado la variación de
muones durante las horas del día y de la noche.
Análisis y Resultados
Calibración
Para empezar se han calibrado los detectores. Se ha medido la radiación durante
aproximadamente un día con cada uno de los detectores por separado.
En las figuras 1,2 y 3 se muestran los histogramas de lascuentas detectadas por
minuto.
Calibracion detector azul
400
350
300
frecuencia
250
200
150
100
50
0
4
6
8
10
12
14
16
Numero de muones por minuto
Figura 1. Calibración del detector Geiger azul.
Calibracion detector blanco
350
300
Frecuencia
250
200
150
100
50
0
4
6
8
10
12
14
16
Numero muones por minutoFigura 2. Calibración del detector Geiger blanco.
Calibracion detector rojo
400
350
300
Frecuencia
250
200
150
100
50
0
4
6
8
10
12
14
16
18
Numero muones por minuto
Figura 3. Calibración del detector Geiger rojo.
Para poder representar juntas las calibraciones de los tres detectores y ver si son
compatibles en forma se han de normalizar los...
Sara Pérez
Abril 2013
Métodos de detección en física de Altas Energías
Resumen
El objetivo de esta práctica es determinar el flujo de muones mediante el uso de
contadores Geiger. Además se ha estudiado su variación en función del ángulo de
incidencia y su posible variación diurna.
Introducción teórica
El muón es una partícula elemental perteneciente a la segundageneración de
leptones, tiene la misma carga que el electrón pero su masa es unas 200 veces mayor.
Los muones constituyen la partícula cargada más abundate procedente de los rayos
cósmicos.
Los muones utilizados en esta
práctica proceden de una fuente
natural, los rayos cósmicos. Los
rayos cósmicos son una fuente de
radiación natural proveniente del
espacio, cuyo estudio (sobretodo
antes de losaceleradores de
partícula) fue fundamental para el
avance de la física de partículas.
Tras alcanzar la atmósfera los rayos
cósmicos interaccionan con los
protones y núcleos atómicos pesados
dando lugar a partículas secundarias
como los piones. Estas partículas
secundarias pueden o interaccionar de nuevo o decaer.
Los piones cargados se desintegran en muones y neutrinos:
Un contadorGeiger es un detector de partículas y de radiaciones ionizantes, permite
medir la radiactividad de un objeto o lugar.
Está formado, normalmente, por un tubo
con un fino hilo metálico con voltaje
positivo, que se encuentra a lo largo de
su centro. El espacio entre ellos está
aislado y relleno de un gas.
Un ión o electrón penetra en el tubo (o
se desprende un electrón de la pared
por losrayos X o gamma) arranca
electrones de los átomos del gas y estos
debido al voltaje positivo, son atraídos
hacia el hilo. Al hacer esto ganan
energía, colisionan con los átomos y
liberan más electrones, hasta que el
proceso se convierte en un alud que produce un pulso de corriente detectable
Al instrumento se le llama un "contador" debido a que cada partícula que pasa por él
produce un pulsoidéntico, permitiendo contar las partículas, pero sin decirnos nada
sobre su identidad o su energía (excepto que deberán tener energía suficiente para
penetrar las paredes del contador).
Dispositivo Experimental
Se dispone de tres detectores Geiger, para diferenciarlos cada uno de ellos se ha
identificado con un color (rojo, blanco y azul).
Para empezar se han calibrado los detectores y seha comprobado que las
distribuciones de ambos son compatibles en forma.
Después se ha estudiado el flujo de muones en función del ángulo de incidencia,
midiendo con los tres detectores en coincidencia, uno encima de otro. De esta manera,
los muones que atraviesen los tres detectores tendrán un ángulo de incidencia
conocido.
Por último, se ha estudiado la posible variación diurna del flujo demuones. Para ello,
se ha medido el flujo de muones durante varios días, y observado la variación de
muones durante las horas del día y de la noche.
Análisis y Resultados
Calibración
Para empezar se han calibrado los detectores. Se ha medido la radiación durante
aproximadamente un día con cada uno de los detectores por separado.
En las figuras 1,2 y 3 se muestran los histogramas de lascuentas detectadas por
minuto.
Calibracion detector azul
400
350
300
frecuencia
250
200
150
100
50
0
4
6
8
10
12
14
16
Numero de muones por minuto
Figura 1. Calibración del detector Geiger azul.
Calibracion detector blanco
350
300
Frecuencia
250
200
150
100
50
0
4
6
8
10
12
14
16
Numero muones por minutoFigura 2. Calibración del detector Geiger blanco.
Calibracion detector rojo
400
350
300
Frecuencia
250
200
150
100
50
0
4
6
8
10
12
14
16
18
Numero muones por minuto
Figura 3. Calibración del detector Geiger rojo.
Para poder representar juntas las calibraciones de los tres detectores y ver si son
compatibles en forma se han de normalizar los...
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