Mainz 2014 – scientific programme

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 3: Ultrahochenergetische kosmische Strahlung 1

T 3.4: Talk

Monday, March 24, 2014, 11:45–12:00, P3

Erweiterung des Pierre-Auger-Observatoriums durch Teilchendetektoren zum direkten Myonnachweis — •Markus Roth für die Pierre Auger Kollaboration — KIT, Karlsruhe, Deutschland

Mit dem Pierre-Auger-Observatorium wird die kosmische Strahlung bei höchsten Energien untersucht. Die bisher gesammelten Daten haben zu einer Reihe grundlegender Entdeckungen geführt. Unter anderem wurde eine sehr starke Unterdrückung des Teilchenflusses oberhalb von 4× 10¹⁹ eV zweifelsfrei nachgewiesen. Eine solche Unterdrückung wird entsprechend der GZK-Vorhersage erwartet. Allerdings gibt es starke Hinweise dafür, dass die beobachtete Unterdrückung des Flusses stattdessen ein Abbild der Maximalenergie der in den Quellen beschleunigten Teilchen ist. Um die fundamentalen Fragen nach den Ursachen für die beobachtete Flussunterdrückung zu beantworten, muss die Massenzusammensetzung der Primärteilchen auch bei den höchsten Energien von mehr als 3× 10¹⁹ eV bestimmt werden.

Zu diesem Zweck wird die Auger-Kollaboration zusätzlich zu den bisherigen Fluoreszenzteleskopen und Wasser-Cherenkov-Detektoren das Detektor-Array um Myon-Detektoren als dritte komplementäre Nachweismethode erweitern, da die Anzahl der Myonen in einem Schauer mit der Masse der Primärteilchen korreliert ist. Durch Kombination der drei Messverfahren wird eine neue Qualität der Datenanalyse erreicht, die es u.a. erlaubt, Himmelskarten leichter und schwerer Primärteilchen separat zu untersuchen. Im Vortrag werden die physikalische Motivation als auch die Pläne zur Umsetzung erläutert.