ASTRONOMIE UND ASTROPHYSIK · Jährliche Parallaxe ... Ephemeriden ...
Astronomie und Astrophysik 2 -...
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Astronomie und Astrophysik 2
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Astroparticle
physics
us
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geladene
Teilchen: Kosmische
Strahlung
Viktor Hess 1912 imHeißluft-Ballonmit
Elektrometer
Nobelpreis
1936
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Cosmic Rays
On Aug. 7th, 1912Viktor Hess demonstrated the increasing fluxof ionizing radiationabove 2000 m
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Der
Fluss
der Kosmischen
Strahlung
Energie
[eV]
Teilc
henf
luss
Die kinetische
Energie von einem
Gramm
dieser
Teilchen
deckt den Weltenergiebedarf
für
1000 Jahre!
•
Energieskalen (kosmische
Beschleuniger)
•
Teilchenflüsse
Ein
Teilchen
pro m2
und Sekunde
Ein
Teilchen
pro km2
und JahrGrösster
irdischer
Teilchen- beschleuniger
Ein
Teilchen
pro m2
und Jahr •
Zusammensetzung: (e, p, Atomkerne)
Geladene Teilchen
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Zusammensetzung
der
kosmischen Strahlung
+ Elektronen:
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Kosmische
Strahlung
in der
TeilchenphysikAnderson 1932: Positron…
…Butler 1947: K0
Pikes Peak (4300m) Col du Midi (3600m)Pikes Peak (4300m) Col du Midi (3600m)
…Myon, Pion, Kaon…
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Charged
Particles
=1020eV
GeV TeV PeV EeV
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Quellen: kosmische
Beschleuniger
(v/c
der
Schockwelle)
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GZK-Effekt(Greisen
–
Zatsepin
–
Kuzmin)
inelastische
Streuung
an der
kosmischenHintergrundstrahlung
(Photonen)
begrenzt maximale Energie ~1020eV
γ π
γ π
+ → +
+ → + +
p pp n
0
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Astrophysik und Elementarteilchenphysik
hochenergetischeTeilchenerzeugen
Schauer
in der
Atmosphäre
Nachweis
der
Schauerteilchen
auf dem Erdboden
Nachweis
des Szintillationslichts
am
NachthimmelNachweis
des Cherenkov-Lichts
geladener
Teilchen
am Erdboden
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Pierre Auger Observatory, Argentina
Cherenkov light detectorSurface detector station
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Pierre Auger Observatory, Argentina
Surface Array1600 detector stations1.5 km spacing3000 km2
Cherenkov Light Detectors4 Telescope enclosures6 Telescopes per
enclosure24 Telescopes total
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Primary Particles
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Cosmic Neutrinos
•
big bang relics: E < 1meV, ~100/cm3, undetected
•
sun: keV…MeV, flux 5·1011/cm2/s
•
other sources (e.g. supernovae): MeV…GeV, very few
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Neutrino-Detektor
Super-Kamiokande
ν
+ Materie
→ μ + Materie
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Neutrinos am Südpol
Amanda
Eµ
=10 TeV
IceCube
ν
+ Materie
→ μ + Materie