Superpoziční model spršek kosmického záření

Abstract

Kosmické záření je předmětem výzkumu již od svého objevu počátkem 20. století, ale přesto mnoho oblastí stále zůstává neprobádaných. Při nejvyšších energiích je měření jejich vlastností značně obtížné vzhledem k jejich velmi nízkému toku. Toto kosmické záření o ultra-vysokých energiích (s energiemi nad 1018 eV) je pozorováno a studováno na největším experimentálním zařízení vybudovaném pro detekci kosmického záření, Observatoři Pierra Augera v Argentině. Po dosažení zemské atmosféry tyto částice interagují s atomovými jádry v horních vrstvách atmosféry a následně vytvářejí kaskády druhotných částic. Pro vysvětlení vývoje těchto rozsáhlých spršek částic byly zavedeny různé modely, které se snaží vysvětlit jejich šíření a vývoj v atmosféře. Cílem této práce je ověřit platnost Superpozičního modelu pro spršky kosmického záření o ultravysokých energiích analýzou výsledků simulací a kvantifikováním rozdílů mezi teoretickými předpověďmi a výsledky detailních Monte Carlo simulací.Cosmic rays have been the subject of research since their discovery in the early twentieth century, yet many areas still remain unexplored. At the highest energies, the measurement of their properties becomes increasingly difficult due to their very low flux. These ultra-high energy cosmic rays (with energies above 1018 eV) are observed and studied at the largest experimental facility built for cosmic-ray detection, the Pierre Auger Observatory in Argentina. Coming from outer space, once the particles reach the Earth's atmosphere they collide and interact with the atomic nuclei in the upper layers of the atmosphere and create subsequent cascades of secondary particles. To explain the development of these extensive air showers, various models have been introduced to describe their propagation and development in the atmosphere. This thesis aims to test the validity of the Superposition model for ultra-high energy cosmic rays by analyzing the results of simulations and quantifying the differences between the theoretical predictions and results of detailed Monte Carlo simulations.