Radiografická analýza kosmických mionů v blízkém detektoru experimentu NOvA

Abstract

V této diplomové práci jsou shrnuty hlavní vlastnosti kosmického záření, kterému je vystavena planeta Země. Toto záření po interakci s atmosférou generuje různé druhy částic. Jedním z nich jsou i miony. Jedná se o kladně nebo záporně nabité částice s hmotností dvěstěsedmkrát větší, než je hmotnost elektronu, které se snadno detekují a díky své vysoké schopnosti pronikat látkovým prostředím mohou být detekovány i po průchodu mocnou vrstvou materiálu. Tato vlastnost umožňuje pro měření mionů generovaných kosmickým zářením využít blízký detektor experimentu NOνA (NuMI Off-axis electron-neutrino Appearance), který je umístěn ve stometrové hloubce pod povrchem. Tento detektor je díky své vnitřní struktuře s to rozlišit směr, odkud jednotlivé miony přicházejí. Díky této schopnosti a postupnému zeslabování toku mionů při průchodu horninou nad detektorem je možné sledovat i změny georeliéfu nad detektorem.

This thesis summarises the main properties of cosmic rays to which the Earth is exposed. This radiation generates different types of particles when it interacts with the atmosphere. One of these secondary particles are the muons. These are charged particles which are easy to detect and, due to their high ability to penetrate significant volumes of matter, can be detected even after passing through a thick layer of material. This feature allows one to use the near detector of the NOνA (NuMI Off-axis electron-neutrino Appearance) experiment, which is located 100 meters below the surface, to measure cosmic-ray-generated muons. Thanks to its internal structure, this detector is able to determine the direction from which individual muons arrive. Thanks to this ability and the gradual weakening of the muon flux as it passes through the rock above the detector, we are able to track changes in the georelief above the detector.