Studium modifikovaných hadronických interakcí a jejich efektu na pozorovatelné vlastnosti spršek kosmického záření

  • Vedoucí práce / Supervisor: Mgr. Jiří Blažek
  • Pracoviště / Workplace: Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
  • Kontakt / Contact: blazekj@fzu.cz
  • Konzultant / Consultant: Mgr. Michal Brož, Ph.D.
  • Název anglicky / Title English: A study of modified hadronic interactions and their effect on UHECR observables

Abstrakt / Abstract:

Pozemská atmosféra je neustále bombardována nabitými částicemi o energiích dalece převyčujících energie dosažitelné na stávající generaci urychlovačů. Interakce těchto částic následně vytvářejí extenzivní atmosférické spršky, které je možné detekovat na obřích polích povrchových detektorů, např. na Observatoři Pierra Augera v Argentině. Tento a podobné experimenty se při studiu fyzikálních vlastností spršek kosmického záření řídí předpověďmi modelů hadronických interakcí na nejvyšších energiích. Žádný z těchto modelů ale nezvládá správně popsat počet pozorovaných mionů na zemském povrchu - relativní rozdíl je v desítkách procent a nyní už se jedná o fakt potvrzený současnou i minulou generací astročásticových experimentů. Cestou z této tenze by byla změna modelů hadronických interakcí tak, aby předpovídaly výrazně větší počet mionů dopadajících na zemský povrch. Takový zásah je ovšem silně netriviální, protože se mimojiné zároveň musí zachovat předpovědi pro ostatní pozorovatelné, které jsou aktuálně v dobrém souladu s exerimentem. Za účelem průzkumu přípustných modifikací byla na fyzikálním ústavu vytvořena rozsáhlá knihovna Monte-Carlo simulací spršek s ad-hoc modifikovanými vlastnostmi hadronických interakcí. Student/ka by se seznámil/a se základní fenomenologií spršek kosmického záření na nejvyšších energiích, naučil/a by se zpracovat velký objem nasimulovaných dat a extrahovat z nich relevantní proměnné a v závěru by se některé z nich pokusil/a porovnat s publikovanými výsledky existujících astročásticových experimentů.

Literatura / Literature:

[1] J. Mathews, "A Heitler model of extensive air showers", Astropart. Phys. 22 (2005) 387.

[2] R. Ulrich, R. Engel, and M. Unger. Hadronic Multiparticle Production at Ultra-High Energies and Extensive Air Showers. Phys. Rev. D , 83:054026, 2011.

[3] D. Perkins, Particle Astrophysics, Oxford Univ. Press, 2009, ISBN10: 0199545464/0-19-954546-4.