Muon production in extensive air showers and fixed target accelerator data

Myonerzeugung in ausgedehnten Luftschauern und niederenergetische Beschleunigermessungen
Das Ziel dieser Arbeit ist die Verbesserung der Zuverlässigkeit von Luftschauer-Simulationen, indem man die Bedeutung von hadronischen Wechselwirkungen untersucht, die für dieMyonproduktion relevant sind. Der Einfluss von niederenergetischen Wechselwirkungen wird betrachtet und es wird gezeigt, dass gegenwärtige Fixed-Target-Experimente dazu beitragen können, die Unsicherheiten im Niederenergiebereich zu reduzieren. Dies wird an Hand einer Datenanalyse des Fixed-Target-Experiments HARP am CERN demonstriert. ... mehrBei diesem Experiment wurde sowohl ein Protonals auch Pion-Strahl auf ein Kohlenstoff-Target geschossen. Die aus dieser Analyse gewonnenen Produktionsspektren werden mit Modellvorhersagen verglichen. Die Simulationsstudien der relevanten Energie- und Phasenraumbereiche der hadronischen Wechselwirkungen in Luftschauern bilden die Grundlage für den aus der Astroteilchenphysik motivierten Beitrag eines Antrags für ein neues Fixed-Target-Experiment. Anfang 2007 wurde der Antrag vom CERN genehmigt und das neue Experiment NA61 wird die ersten p+C-Daten bei einer Energie von 30 GeV im Herbst 2007 nehmen.

The aim of this thesis is to improve the reliability of EAS simulations by investigating the role of hadronic interactions for muon production. The importance of low energy interactions is studied and it is argued that current fixed target experiments can help to reduce uncertainties in the low energy range. This is demonstrated by analyzing data of the CERN fixed target experiment HARP on proton and pion interactions with a carbon target and by comparing the obtained production spectra with model predictions. The simulation studies of the relevant energies and phase space regions of hadronic interactions in EAS form the basis on the cosmic ray part of a proposal for a new fixed target experiment. ... mehrEarly 2007 the proposal was accepted by CERN and the new NA61 experiment will take first p+C data at 30 GeV in autumn of 2007.