Dünya’ nın elektrik ve manyetik alanının deniz seviyesindeki kozmik müon akısı üzerine etkisinin geant4 ile incelenmesi

Abstract

Dış uzaydan gelerek Dünya atmosferine giren büyük çoğunluğunu proton ve alfa parçacığının oluşturduğu yüksek enerjilere sahip yüklü birincil kozmik ışınlar, atmosfer gazlarıyla etkileşerek ikincil parçacıkları oluştururlar. İkincil parçacıklardan özellikle yüklü pionların bozunması sonucu oluşan müonlar yeryüzünde detektörlerle tespit edilen parçacıklardan akısı en fazla olanıdır. Müonlar elektrik yüküne sahip olduklarından, Dünya'nın elektrik ve manyetik alanından etkilenirler.Bu çalışmada, Dünya'nın elektrik ve manyetik alanlarının deniz seviyesindeki kozmik müonlar üzerindeki etkileri Geant4 simülasyon programından yararlanılarak incelenmiştir. Dünya'nın elektrik ve manyetik alanlarının var olduğu ve olmadığı durumlar için müon enerji spektrumları elde edilmiştir. Düşük enerjili müonların manyetik alandan yüksek enerjili müonlara oranla daha fazla etkilendikleri, elektrik alanın ise müonlar üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir.

Energetic charged particles, mostly proton and alpha particles, originated from outer space, striking the Earth?s atmosphere produce secondary particles. These secondaries, especially charged pions, decay into muons which have the highest flux among all the charged secondaries at sea level. Because they are charged, muons are affected by the Earth?s electric and magnetic fields.In this study, effects of the Earth?s electric and magnetic fields on the cosmic muons at sea level are investigated by using Geant4 simulation package. Energy spectra of the muons are obtained with and without the electric and magnetic fields. It is observed that the low energy muons are much more affected by the magnetic field compared to the high energy ones while the electric field has no significant effect.