Institut für Astro- und Teilchenphysik

Die Beobachtungsstation am Hafelekar zur Erforschung der kosmischen Strahlung

gegründet durch Nobelpreisträger Victor Franz Hess

Victor Franz Hess Labor (2265 m) und Seegrubenspitze
(2350 m) im Hintergrund

Bis 2003 betrieb die Hochenergie-Physikgruppe das Observatorium (Myon- und Neutronenzählungen), um  Daten zur kosmischen Strahlung    aufzuzeichnen, ähnlich wie dies auch viele andere Observatorien rund um die Welt machten.   Die Daten vom Hafelekar wurden an die  Weltrechenzentren   A (Solarterrestrische Physik, Boulder Colorado), B (Moskau/Russland) und C2 (Tokio/Japan) gesandt.

• Erinnerungen an V.F. Hess und an die ersten Jahre des Betriebes des Hafelekar Labors.
• Schauraum mit Gedenktafeln am Hafelekar.

Weitere Links zu V.F. Hess und zu kosmischer Strahlung:

• V.F. Hess Homepage
• Nobelprize.org
• A. Wolfendale über Cosmic Rays
• Weitere Artikel und Bilder von und über V.F. Hess.

Das Labor wurde im Jahr 1931 von V.F. Hess gegründet. Es liegt nördlich von Innsbruck an einer Höhe von 2265 m. Heute enthält es folgende Ausstattung:

- Zwei Myon-Szintillator-Teleskope (Daten ohne Druckkorrektur), seit 1978. Scheibenartige Kunststoffszintillatoren (je 1 m Durchmesser) mit einem Photomultiplier zur Detektion der Ereignisse. Zwei solche Geräte sind jeweils übereinander montiert um nur gleichzeitig durch beide hindurchgehende Ereignisse zu zählen.

- Einen Neutronenmonitor (Daten druckkorrigiert), seit 1968. Er besteht aus drei zylindrischen Gaszählern, 2.25 m lang, und mit Bortrifluorid BF₃ gefüllt. Jeder ist mit 30 cm Paraffin und 4.5 cm Blei umgeben um andere Partikel abzuschirmen.
Arbeitsweise: Hochenergetische Nukleonen der kosmischen Strahlung brechen Bleiatome auf und erzeugen so schnelle Neutronen.  Diese werden im Paraffin gebremst und im Gaszählrohr detektiert. Diese Rate ist so direkt mit jener der primären Nukleonen der kosmischen Strahlung korreliert.

Die in 1 Stunden Intervallen genommen Daten wurden an die World Data Centers for Cosmic Rays übermittelt. Bis 1990 wurde dies noch am Papierweg gemacht - dann wurden elektronische Dateien versendet.  Die Daten selbst, welche in 10 Minuten Intervallen gemittelt wurden, sind auf Anfrage erhältlich. Die Rate ist etwa 100.000 h^-1m^-2 Teilchen. Die Ausstattung der Alten Tage (ab 1952, als das Labor nach dem Krieg "neu" eingerichtet wurde) wurde Mitte der 80ziger Jahre außer Betrieb genommen, befindet sich aber noch größtenteils auf der Station:

• Von Steinke in Königsberg entwickelter Apparat: Er besteht aus einer zylindrischen Ionisationskammer (20 Liter, 10 bar Druck, mit Kohlendioxid befüllt). Die Höhenstrahlung (Myonen) ionisiert das Gas und die erzeugte Ladung wird elektrostatisch gemessen - die Amplitude eines Elektrometers ist photographisch erfasst (natürlich erfolgte die Auswertung mit dem Auge!). Da der mittelere Wert der Ladung über einen Kondensator, welcher über ein Potentiometer geregelt ist, registriert wird, zeigt das Gerät nur eine Abweichung / eine Schwankung vom Mittelwert und nicht den absoluten Wert an.

¹1912 erreichte Victor Franz Hess mit Ballonflügen eine Höhe von 5 km  und war in der Lage zu zeigen, dass der Strom in einer Ionisationskammer mit der Höhe zunahm. Außerdem stellte er fest, dass es keinen Unterschied in der Intensität des Stroms zwischen  Tag und   Nacht gab. Daraus schloss er, dass eine neue durchdringende Strahlung von außerhalb der Erde - aber sogar außerhalb des Sonnensystems - dafür verantwortlich sein müsse und gab ihr den Namen Höhenstrahlung. Für die Entdeckung dieser Höhenstrahlung bekam er den Nobelpreis im Jahr 1936.