Kosmische straling waarnemen met een skibox

Vandaag stond er een interessant artikel in het AD (bladzijde 6 van het katern Drechtsteden dichterbij voor de liefhebbers) over examenleerlingen van het Walburgcollege in Zwijndrecht die bezig waren met waarnemingen aan kosmische straling. Op het dak van hun school hebben ze twee skiboxen neergezet en in die skiboxen zit apparatuur om kosmische straling waar te nemen. De voornaamste instrumenten zijn een soort van lichtgevoelige plaat ('scintillator'), een fotobuis en een lichtgeleider. Via een speciaal daarvoor gemaakte elektronica unit gaan de signalen naar een computer en vervolgens naar een centrale opslag server. In de Zwijndrechtse boxen zit ook nog een GPS, om de metingen aan te vullen met exacte tijds- en plaatsbepaling (kosten van één zo'n gevulde skibox: € 6.500,-, zeg maar een dure skivakantie:-)). Het Zwijndrechtse observatorium maakt deel uit van een netwerk van diverse samenwerkende middelbare scholen in Nederland, HISPARC genaamd (van High School Project on Astrophysics Research with Cosmics). De coördinatie vindt plaats vanuit het NIKHEF-instituut in Amsterdam.
Kosmische straling is, zoals de naam al doet vermoeden, afkomstig uit de ruimte. Het zijn hoogenergetische deeltjes, die vanuit diverse bronnen afkomstig kunnen zijn, en die bij de dampkring aangekomen kunnen botsen met atomen van stikstof en zuurstof, de belangrijkste componenten van de dampkring. Door zo'n botsing valt het oorspronkelijke deeltje uiteen in een 'cascade' van nieuwe deeltjes en die kunnen op hun beurt in de dampkring weer verder botsen. Op het aardoppervlak kunnen de met apparatuur geladen skiboxen de ontstane deeltjes van zo'n lawine detecteren en in beeld brengen. Wanneer meerdere skiboxen in andere delen van het land de waarneming simultaan doen wordt het pas echt interessant. Want dan kan men berekenen waar het oorspronkelijke deeltje precies vandaan kwam, de richting in de ruimte dus, en hoeveel energie dit deeltje had. Hoeveel kosmische straling er overigens naar de Aarde komt hangt overigens eenvoudig af van de hoeveelheid energie: hoe hoger de energie hoe zeldzamer het deeltje (zie figuur hiernaast). Bronnen van de kosmische straling zijn over het algemeen galactisch van aard, d.w.z. door ontplofte sterren (supernova), witte dwergen of onze eigen zon. Soms zijn ze echter van buiten ons eigen melkwegstelsel afkomstig en zijn ze bijvoorbeeld afkomstig van quasars of zwarte gaten in actieve sterrenstelselkernen. Het artikel in het AD gaf aan dat de kosmische straling ook iets te maken zou hebben met de oerknal, maar dat is volgens mij toch lichtelijk overdreven. Voor lezers die meer informatie over het project willen: HISPARC