Höhenstrahlung und Polarlicht

Das wohl gewaltigste Beispiel für Teilchenerzeugung bietet die kosmische Höhenstrahlung. Meist tritt ein Proton (Wasserstoffkern) mit höchsten Energien von 108 - 1020 eV aus dem Weltraum kommend in die Erdatmosphäre ein und kollidiert in etwa 20 km Höhe mit einem Stickstoff- oder Sauerstoffkern. In Folge dessen entsteht ein ganzer Schauer von neu erzeugten sekundären, tertiären, ... Teilchen. Aus einer Energie von 1015 eV  entstehen etwa eine Million (!) neuer Teilchen. Zum größten Teil handelt es sich dabei um Photonen, Elektronen und Positronen sowie Myonen.

 

Teilchenerzeugung durch ein hochenergetisches Primärteilchen aus dem Weltraum.
Ein ganzer Schauer neuer Teilchen wird in der Atmosphäre erzeugt.


Ein anderer Effekt erzeugt das Polarlicht. Die von unserer Sonne aussendeten elektrisch geladenen Teilchen (Sonnenwind) treffen auf die Erdatmosphäre, winden sich um die Linien des Erdmagnetfeldes und treten an den Polen in die Atmosphäre ein. Dort ionisieren sie Luftmoleküle, die anschließend ein grünlich violettes Licht emittieren: das Polarlicht. Dieses Schauspiel ist meist nur in hohen geographischen Breiten zu sehen und trägt daher diesen Namen. Besonders starker Sonnenwind ist in der Lage, das Erdmagnetfeld so "zu verbiegen", dass Polarlichter gelegentlich sogar in Berlin (52° nördlicher Breite) zu sehen sind und es zu Störungen im Funkverkehr und zur Desorientierung von Brieftauben kommen kann.

Zwei Gleichungen