Messung der Ankunftszeitverteilung von Luft-Čerenkovphotonen mit einem Flash-ADC-System zur Bestimmung der Energie und der Komposition der primären kosmischen Strahlung im Energiebereich von 10 14 - 10 16 eV:
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1996
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INHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG
YY * YY
M
1 HOCHENERGETISCHE KOSMISCHE STRAHLUNG 1
2 LUFTSCHAUER UND ATMOSPHAERISCHES CERENKOVLICHT 7
2.1 ENTWICKLUNG DER TEILCHENKASKADE. 7
2.2 CERENKOVLICHT AUSGEDEHNTER LUFTSCHAUER. 9
2.3 DAS HEGRA-EXPERIMENT. 14
3 SIMULATION VON LUFTSCHAUERN ' 17
3.1 DAS SIMULATIONSPROGRAMM CORSIKA 4.01. 17
3.1.1 WIRKUNGSQUERSCHNITTE IN CORSIKA UND IHRE EXPERIMENTELLE ZU
GAENGLICHKEIT . 17
3.1.2 WECHSELWIRKUNGSMODELLE. 19
3.1.3
CERENKOVLICHTABSTRAHLUNG IN
CORSIKA. 21
3.1.4 ERWEITERUNGEN UND ERGAENZUNGEN . 21
3.2 DIE PROGRAMME ELBA UND TEXEL. 22
4 DAS CERENKOVLICHT AUSGEDEHNTER LUFTSCHAUER UND DIE ENERGIE- UND
MASSENBESTIMMUNG DER KOSMISCHEN STRAHLUNG DURCH REKONSTRUKTION
DER LONGITUDINALEN SCHAUERENTWICKLUNG 25
4.1 DIE LONGITUDINALE ENTWICKLUNG DER ELEKTROMAGNETISCHEN KASKADE
. 25
4.1.1 DIE FBRM DER LONGITUDINALEN ENTWICKLUNG. 26
4.1.2 DIE TIEFE DES SCHAUERMAXIMUMS. 27
4.2 DIE LATERALE INTENSITAETSVERTEILUNG DES
CERENKOVLICHTS
UND DIE POSITION
DES SCHAUERMAXIMUMS. 28
4.3 DIE ANKUNFTSZEITVERTEILUNG DES CERENKOVLICHTS AM ERDBODEN UND DIE
POSITION DES SCHAUERMAXIMUMS. 31
4.3.1 DER LATERALE VERLAUF DER ANKUNFTSZEITVERTEILUNG DER CERENKOV-
PHOTONEN . 36
4.3.1.1 DIE PARAMETRISIERUNG DER ANKUNFTSZEITVERTEILUNG ALS
FUNKTION DES ABSTANDS VON DER SCHAUERACHSE. 36
4.3.1.2 DIE PHYSIKALISCHE INTERPRETATION DER ANPASSUNGSGROESSEN 36
4.3.1.3 DIE GENAUERE BESTIMMUNG DER DISTANZ ZUM SCHAUERMA
XIMUM AUS DEM VERLAUF DER PULSBREITE IM ANSCHMIEGE
BEREICH BEI 150 M. 38
I
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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4.4 DIE THEORETISCH ERREICHBARE GENAUIGKEIT BEI DER BESTIMMUNG DES
SCHAU
ERMAXIMUMS . 41
4.5 ENERGIE- UND MASSENBESTIMMUNG DES PRIMAERTEILCHENS. 42
4.5.1 VEREINFACHTE MASSENBESTIMMUNG AUS DER BREITENVERTEILUNG . 42
4.5.2 ENERGIE- UND MASSENBESTIMMUNG NACH LINDNER. 43
5 FLASH-ADC-SYSTEME UND DATENNAHME 48
5.1 DAS ARBEITSPRINZIP SCHNELLER ANALOG-DIGITAL-WANDLER. 48
5.2 FLASH-ADC UND DL300-BUSSYSTEM. 50
5.3 EXPERIMENTELLER AUFBAU UND DATENNAHME. 55
6 AUFBEREITUNG DER FADC-DATEN 58
6.1 PULSHOEHENABGLEICH UND SPLINEANPASSUNG AN FADC-PULSE. 59
6.2 ABGLEICH DER PULSBREITEN AUS DEN HEGRA-LUFTSCHAUERDATEN. 62
6.2.1 SELEKTION DER DATEN. 62
6.2.2 PULSBREITENABGLEICH AUS DEN REGISTRIERTEN DATEN. 64
7 ENERGIE UND MASSENREKONSTRUKTION AUS DEN FLASH-ADC-DATEN 68
7.1 SELEKTION DER DATEN. 68
7.2 ABGLEICH VON MESSDATEN UND SIMULATIONSEREIGNISSEN. 71
7.2.1 WEITERE EINSTELLUNGEN AN DEM MTE CARLO-DATENSATZ . 71
7.2.2 WEITERE QUALITAETSANFORDERUNGEN BEI DER EREIGNISSELEKTION
. 74
7.3 DIE CERENKOVLICHTGROESSEN
RT(150)
UND
RI
IM VERGLEICH VON SIMULATION
UND DATEN. 78
7.4 DIE VEREINFACHTE MASSENBESTIMMUNG AUS DER PULSBREITENVERTEILUNG .
81
7.5 ENERGIE- UND MASSENBESTIMMUNG NACH LINDNER. 88
7.6 KOMPOSITIONSBESTIMMUNG IM ENERGIEINTERVALL ZWISCHEN 1 UND 2.5 PEV .
94
7.7 DISKUSSION DER RESULTATE. 96
8 ZUSAMMENFASSUNG
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
TABELLENVERZEICHNIS
LITERATURVERZEICHNIS
104
DANKSAGUNG
110
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