The Karlsruhe cosmic ray project KASCADE [report]

P. Doll, J. Engler, P. Gabriel, M. Gettert, H.J. Gils, A. Hanser, D. Heck, N. Heide, H. Keim, H.O. Klages, J. Knapp, W. Kriegleder (+12 others)
1990
KASCADE (K.Arlsruhe Shower Core Array DEtector) is an extensive air shower experiment being under construction at the Kernforschungszentrum Karlsruhe (49°N, 8°E, 110 m a.s.l.). The main aim is to obtain information on the primary composition of cosmic rays at energies above 3 x 1014 eV. In this energy range a remarkable change of slope of the energy spectrum is observed. Results at lower energies seem to indicate that this is correlated with a change of the chemical composition. Besides other
more » ... luable informations the proofofsuch an effect would have important consequences for our understanding of the origin of cosmic rays. The basic approach of KASCADE is to measure a large number of parameters for each individual shower. These include electron and muon numbers, the lateral distributions as weil as number, energy, and spatial distribution ofhadrons in the shower core. Extensive Monte Carlo simulations of air showers are discussed using a specially developed code for hadronic interactions. These simulations of air shower development and of detector response lead to an experiment layout which is described in detail. The arrangementwill also be able to identify point sources in the quoted energy range. DAS KARLSRUHER HÖHENSTRAHLUNGS -PROJEKT KASCADE KASCADE (KArlsruhe Shower Core Array DEtector) ist em Experiment zur Beobachtung ausgedehnter Luftschauer, das zur Zeit im Kernforschungszentrum Karlsruhe (49°N, 8°E, 110 m a.s.l.) aufgebaut wird. Das Hauptziel sind Informationen über die primäre Element-Zusammensetzung der kosmischen Strahlung bei Energien über 3 . 101-t eV. In diesem Energiebereich wird eine bemerkenswerte Änderung im Abfall des Energiespektrums beobachtet. Ergebnisse bei tieferen Energien scheinen anzudeuten, daß dies mit einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung einhergeht. Neben anderen wertvollen Informationen würde der Beweis eines solchen Effektes wichtige Konsequenzen für unser Verständnis über den Ursprung der kosmischen Strahlung haben. Das KASCADE-Experiment zielt darauf ab, eine große Anzahl von Parametern jedes einzelnen Schauers zu bestimmen. Diese Parameter sind die Gesamtzahl und lateralen Verteilungen der Elektronen und Myonen, sowie die Zahl, Energie und räumliche Verteilung der Hadronen im Schauerkern. Ausgiebige Monte-Cario Simulationen mit einem speziell entwickelten Rechenprogramm für die hadronischen Wechselwirkungen werden diskutiert. Die Ergebnisse dieser Simulationen für die Entwicklung der Luftschauer-Kaskaden sowie für die Detektor-Ansprechwahrscheinlichkeit führen zu dem beschriebenen Aufbau der KASCADE Anordnung, die auch in der Lage ist, Punktquellen im angegebenen Energiebereich zu identifizieren.
doi:10.5445/ir/270029106 fatcat:rxfi37mt6vgpfmtnk6mz6aa7qa