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HK: Physik der Hadronen und Kerne

HK 42: Kern- und Teilchen-Astrophysik IV

HK 42.1: Gruppenbericht

Donnerstag, 20. März 2003, 13:30–14:00, F

Das Knie im Energiespektrum der kosmischen Strahlung — •Andreas Haungs — Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik, 76021 Karlsruhe

Das KASCADE Experiment ist ein Multi-Detektor Aufbau zur detaillierten Messung ausgedehnter Luftschauer im Energiebereich 0.1–100 PeV der primären kosmischen Strahlung. Die redundante Information einer großen Anzahl von Observablen für einzelne Ereignisse ermöglicht die Rekonstruktion des Energiespektrums und der Elementzusammensetzung der kosmischen Strahlung und parallel den Test hochenergetischer hadronischer Wechselwirkungsmodelle, die jeder Luftschaueranalyse zugrunde liegen. KASCADE konnte den als Knie bekannten Knick im primären Energiespektrum bei etwa 4 PeV bestätigen, und die Messungen weisen auf einen Abbruch im Fluß der Teilchen leichter Masse, hauptsächlich Wasserstoffkerne, als Ursache des Knies hin. Schwere Primärteilchen, wie Eisenkerne, scheinen dagegen bis 50 PeV kein Knie im Flußspektrum zu zeigen. Vorläufige, detailliertere Entfaltungs-Analysen legen zudem eine ladungsabhängige Knieposition der einzelner Elementgruppen nahe, was astrophysikalische Bedingungen an die Beschleunigung und den Transport der kosmischen Strahlung impliziert. Zur Verifizierung der Hypothese der Rigiditäts-Abhängigkeit des Knies durch Messung des dann bei etwa 100 PeV zu erwartenden Eisenknies wurde KASCADE mit einem weiteren Detektorfeld erweitert. KASCADE-Grande wird den kompletten Energiebereich von 0.1 PeV bis 3000 PeV abdecken.