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Hintergund
Die galaktisch kosmische Strahlung, die durch Sternentwicklungsprozesse entsteht, erzeugt durch Wechselwirkungsprozesse in der Erdatmosphäre ein komplexes Strahlungsfeld. Die galaktisch kosmische Strahlung besteht aus energiereichen Teilchen. Diese Teilchen sind hauptsächlich Protonen (85%), Heliumkerne (12%), ein paar Elektronen (2%) und sehr wenige schwere Kerne (1%).
Die Intensität der galaktisch kosmischen Strahlung ist abhängig vom solaren Zyklus. Innerhalb eines solaren Zyklus, der 22 Jahre andauert, gibt es zwei verschieden Phasen der Sonnenaktivität. Eine Phase, in der die Sonne nicht aktiv ist, man bezeichnet diese Phase als solares Minimum, und eine aktive Phase, das solare Maximum. Ein Indikator für die Aktivität der Sonne ist die Anzahl der Sonnenflecken. In dem Bild 1 sind diese als rote Linie über die Jahre aufgetragen. Die blaue Kurve stellt die Kieler Neutronenmonitor Zählraten dar, die ein Indikator für die Intensität der galaktisch kosmischen Strahlung sind.
Man erkennt eindeutig die Antikorrelation der Intensität der kosmischen Strahlung mit der Aktivität der Sonne. Das heißt, dass im solaren Minimum die Intensität der kosmischen Strahlung am höchsten ist. Trifft ein galaktisch kosmisches Teilchen auf die Atmosphäre, wechselwirkt es mit den Atomen der Atmosphäre. Dadurch entsteht eine sogenannte Teilchenkaskade, die sich bis zum Erdboden fortsetzt. Ein galaktisch kosmisches Teilchen kann Millionen von Sekundärteilchen auslösen. Das resultierende komplexe Strahlungsfeld besteht aus verschiedenen Sekundärteilchen, die sich in verschiedene Klassen einteilen lassen. Zum einem hat man die Hadronen, zu denen Protonen, Neutronen und Pionen gehören, und zum anderen hat man die Elektronen, Photonen und die Myonen. Das Strahlungsfeld setzt sich also aus geladenen und neutralen Teilchen zusammen. Die Anteile der Zusammensetzung des Strahlungsfeldes sind wiederum abhängig von der Höhe und somit von der Dichte der Atmosphäre.
