Einleitung

2.   Einleitung

Die Geschichte der Entdeckung der Kosmischen Strahlung ist von den Anfängen her tief in der Erforschung der Elektrizität und dabei vor allem der Leitfähigkeit der Atmosphäre verwurzelt. Die Anzahl der Physiker, die sich mit den elektrischen Erscheinungen beschäftigten, ist seit deren Entdeckung stetig angewachsen, von Galvani über Coulomb bis Maxwell und Thomson.

Um 1900 waren einige der ganz großen Mysterien rund um die Elektrizität erforscht und geklärt. Bereits 1750 äußerte Benjamin Franklin die Vermutung, dass die elektrische Ladung von diskreten Teilchen getragen wurde. J.J. Thomson gelang es im Jahre 1897, den Teilchencharakter der elektrischen Ladungsträger, die als Elektronen bezeichnet wurden, nachzuweisen, und das Verhältnis von Masse zu Ladung der Elektronen zu bestimmen. 1910 erweiterte Robert Andrews Millikan die Kenntnisse um das Elektron, indem er die Elementarladung (die elektrische Ladung des Elektrons) mit seinem berühmten Öltröpfchenversuch bestimmte. Damals erhielt er den Wert

Millikan setzte seine Versuchsreihe noch einige Zeit fort und verbesserte sein Ergebnis schrittweise, bis er 1917 den Wert

erhielt. Dieser Wert lag schon sehr nahe an dem heute gültigen [1]:

Einige Phänomene warteten um die Jahrhundertwende aber noch auf ihre Klärung. Unter anderem bereitete den Physikern, die damals annahmen, ihre Umwelt bereits beinahe bis ins letzte Detail zu verstehen, eine Sache Kopfzerbrechen: Wenn sie einen Metallzylinder elektrisch luden, so verlor dieser mit der Zeit seine Ladung, egal, wie gut sie ihn gegen die Erde isolierten. Da sonst keine Erklärung blieb, musste wohl die Entladung über die Luft der Atmosphäre erfolgen. Wie aber die Luft, die eigentlich selbst ein Isolator sein sollte, diesen Ladungstransport bewerkstelligte, war den Forschern ein Rätsel, dessen Lösung in recht direkter Folge zur Entdeckung der Kosmischen Strahlung führte.

Was den geneigten Leser erstaunen mag, wenn er die Messprotokolle und Berichte der Altvorderen studiert, sind die einfachen Mittel und Geräte, auf die der naturwissenschaftliche Forscher damals angewiesen war. Mit akribisch genauer Arbeit, gewappnet mit einem wachen und scharfen Geist, gelang es aber trotz allem Unbill, aus den spärlichen und vagen Messergebnissen folgerichtige und später immer wieder neu bestätigte Schlussfolgerungen zu ziehen. So ist die Entdeckung der Kosmischen Strahlung bis heute ein Denkmal starker Denkleistung und kreativer Schaffenskraft großer Wissenschafter am Beginn einer neuen Physik.

Die Kosmische Strahlung war eine wichtige Quelle für die Kern- und Teilchenphysiker, aus der sie ihr Wissen über ihre Schützlinge, die Atomkerne und ihre Bauteile, beziehen konnten. Das Positron, das Myon, das Pion und die Kernzertrümmerung (die Kosmischen Sterne der Marietta Blau) wurden in der Kosmischen Strahlung das erste Mal nachgewiesen. Lange bevor die ersten künstlichen Teilchenbeschleuniger ihren Dienst aufnahmen, waren schon einige der fundamentalsten Teilchen mit Hilfe der Kosmischen Strahlung entdeckt worden; Verdienste, die den Nachfolgern von Viktor Franz Hess in der Höhenstrahlungsforschung anzurechnen sind.

Trotz der großen Verdienste dieser Arbeitsgemeinschaft sind ihre Taten und ihre Wege im Großen und Ganzen ins Dunkel geraten. Einerseits, da sie einfach zeitlich ein Stück zurückliegen, und andererseits, weil die Protokolle und Messberichte nicht ganz leicht zugänglich und in einer Form abgefasst sind, die heute unter Umständen nicht mehr sehr leicht verständlich ist.

Das Ziel dieser Diplomarbeit soll es daher sein, eine leicht zugängliche Darstellung der Vorgangsweise und der Ergebnisse der Arbeit von Viktor Hess zu liefern. Die logische Konsequenz ist eine Internet-Publikation zur Forschungsarbeit von Viktor Hess mit dem Ziel, seine Arbeit sowohl für den interessierten Laien spannend darzustellen, als auch seine Vorgangsweise dem fachlich versierten Leser übersichtlich und sachlich nachvollziehbar darzustellen. Im Übrigen soll die Herausforderung angenommen werden, die spannende Geschichte vom Pioniergeist junger naturwissenschaftlicher Forscher zu erzählen, die mit ihren Luftballonen, Schiffen, Seilbahnen und Drachen auf den höchsten Bergen und in den tiefsten Bergwerken nach den Spuren der Kosmischen Strahlung suchten.