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HK: Physik der Hadronen und Kerne
HK 51: Kern- und Teilchen- Astrophysik IV
HK 51.1: Group Report
Thursday, March 25, 1999, 14:00–14:30, C
Energiespektrum und Massenzusammensetzung der kosmischen Strahlung - Erste Resultate des KASCADE Experiments — •H. Rebel — Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Kernphysik, Karlsruhe
Die Ursache einer auffälligen Änderung des Potenzgesetzes, das den Verlauf des Energiespektrums der primären kosmischen Strahlung beschreibt, das sogenannte Knie bei ca. 3·1015 eV, ist ein ungelöstes Problem, das sowohl astrophysikalische wie teilchenphysikalische Hintergründe haben kann. Die verschiedenen Erklärungs-Szenarien sagen neben dem spektralen Verlauf auch die Massenzusammensetzung der Primärstrahlung und deren Veränderungen mit der Energie voraus. Das Hauptziel des Luftschauer (EAS)-Experimentes KASCADE, das im Forschungszentrum Karlsruhe mit einer ausgedehnten Detektor-Anlage zur Messung der Elektron-Photon-, Myon- und Hadron-EAS Komponenten in Betrieb ist, ist die Bestimmung des Flußspektrums und der chemischen Zusammensetzung der primären kosmischen Strahlung im Energiebereich um und oberhalb des ”Knies” (1014 eV < Eprim < 1017 eV) über Beobachtungen der Luftschauer, die von den Primärteilchen in der Atmosphäre ausgelöst werden. Ein wichtiger Vorteil der Detektor-Installation und des experimentellen Konzeptes von KASCADE liegt in der Möglichkeit, eine große Anzahl von EAS-Observablen gleichzeitig für jedes Luftschauerereignis zu messen, dank einer Kombination von verschiedenen Detektor-Techniken, ergänzt mit detaillierten Studien der Detektor-Eigenschaften und Simulationen der Luftschauerentwicklung. Multiparameter-Analysen der EAS-Observablen reduzieren den Einfluß der intrinsischen Fluktuationen, die neben der Abhängigkeit der ”Vergleichsmuster”, d.h. der Eigenschaften der mit Monte-Carlo-Methoden simulierten EAS von dem hadronischen Wechselwirkungsmodell (CORSIKA-Code) die Hauptschwierigkeiten der Interpretation darstellen. Es wird das generelle Konzept des KASCADE-Experimentes dargestellt, verschiedene EAS-Observable und deren Sensitivität auf die Masse der Primärteilchen erläutert und über erste Messungen und deren Analysen hinsichlich des primären Energiespektrums und der Massenzusammensetzung berichtet.