Die Nukleonenkomponente in der Atmosphäre

Zusammenfassung

Die primär aus dem Weltraum auf die Erde gelangende Strahlung (vgl. Kap. I) enthält im wesentlichen nur Nukleonen (teils als freie Protonen und teils in Kernen gebunden). Diese erleiden beim Eindringen in die Atmosphäre Stöße mit N- und O-Kernen und erzeugen dabei sekundär die vielfältigen Teilchen und Strahlen, die als „kosmische Strahlen“beobachtet werden. Dies geht so vor sich, daß ein Nukleon bei einem solchen Stoß im allgemeinen einen Teil seiner Energie verliert (wobei es seine Teilchennatur: Proton oder Neutron, wechseln kann), zugleich aber einige Nukleonen des getroffenen Kerns beschleunigt, die ihrerseits (gemeinsam mit dem, das gestoßen hat) im allgemeinen weiterer radiativer Stöße fähig sind, so daß sich der Prozeß kaskadenartig — man spricht von der „Nukleonenkaskade“— fortsetzt. Die in dieser Weise sich entwickelnde Nukleonenkomponente bildet im Energiebereich oberhalb einiger GeV den Stamm, von dem die übrigen Komponenten abzweigen und deren Verhalten sich in dem der Folgekomponenten mehr oder minder vollständig widerspiegelt. — Diese einfache Beschreibung trifft nur zu im Bereich mittlerer Energien bis etwa 100 GeV; bei höheren Energien tritt dagegen der Fall ein, daß die π-Mesonen (Abschn. 5) und eventuell auch andere Mesonen (Abschn. 12), die die Folgekomponente erster Generation darstellen, infolge der Lorentz-Dilatation der Zerfallszeit und infolge der Tatsache, daß sie sehr stark mit Kernen reagieren, an der Nukleonenkaskade teilnehmen. Die in solcher Weise gebildete Komponente wird allgemein „N“-Komponente (bzw.-Kaskade) genannt. Eine weitere Quelle von Nukleonen bei noch höherer Energie kann herrühren von der Erzeugung von Nukleonenpaaren.