Die Radio-Detection-Gruppe am Institut für Astroteilchenphysik (IAP)

Mit einem der größten Rätsel der modernen Physik, nämlich der Erforschung von Radioemissionen, die von kosmischen Teilchen bei höchsten Energien ausgelöst werden, beschäftigt sich die Radio-Detection-Gruppe am IAP. Unsere Forschung konzentriert sich auf das Zusammenspiel zwischen kosmischen Phänomenen und bodengestützter Funkdetektion. Unsere Gruppe besteht aus Mitgliedern bekannter Experimente wie dem Pierre-Auger-Observatorium, IceCube, LOFAR/SKA, GRAND und CORSIKA und deckt alle Hauptbereiche der Analyse, der Entwicklung von Forschungssoftware, der Theorie der Radioemission sowie der Forschung und Entwicklung zur Durchführung von Radiodetektionsexperimenten ab.

Unsere Experimente

Pierre Auger ObservatoryS. Saffi / Pierre Auger Collaboration
Das Pierre-Auger-Observatorium

Der Radiodetektor des Observatoriums ergänzt das Netzwerk aus Teilchendetektoren und optischen Fluoreszenzteleskopen des Pierre-Auger-Observatoriums mit Radioantennen. Er erweitert damit die Fähigkeit, ausgedehnte Luftschauer zu beobachten, die durch hochenergetische kosmische Teilchen verursacht werden.

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The IceCube ExperimentIceCube Collaboration
Das IceCube-Experiment am Südpol

Die Funkerkennung innerhalb des IceCube-Neutrino-Observatoriums erfolgt in zwei Richtungen. Das IceCube/IceTop Surface Array Enhancement sowie das IceCube-Gen2 Surface Array Radio werden aus Stationen, bestehend aus Szintillatoren und Radioantennen mit einem gemeinsamen DAQ zur Messung von Luftschauern kosmischer Strahlung bestehen. IceCube-Gen2 wird außerdem über eine riesige Reihe von Radioantennen verfügen, die in das antarktische Eis eingeschmolzen sind, um Radiosignale zu erkennen, die durch extrem energiereiche Neutrino-Wechselwirkungen im antarktischen Eis erzeugt werden.

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LOFAR/SKAastron
LOFAR/SKA

LOFAR (Low-Frequency Array) ist ein bei niedrigen Frequenzen arbeitendes Radioteleskop, das zur Untersuchung astrophysikalischer Phänomene verwendet wird. Dazu zählen Luftschauer kosmischer Strahlung, Pulsare und die Epoche der Reionisierung. Wir sind auch an der Anpassung und Anwendung des Niederfrequenzteils des zukünftigen Square Kilometre Array für die Detektion kosmischer Strahlung beteiligt.

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GRAND ExperimentGRAND
GRAND

Die Funkerkennung von Luftschauern hat sich als zuverlässige und kostengünstige Technik zur Erkennung von Luftschauern erwiesen, die durch kosmische Partikel in der Atmosphäre ausgelöst werden. Infolgedessen entwickelt sich derzeit eine neue Generation von Funkdetektoren in viel größeren Maßstäben. Das Giant Radio Array for Neutrino Detection (GRAND) ist als eine Reihe von Breitband-Radioantennen gedacht, die darauf abzielen, durch hochenergetische Neutrinos induzierte Luftschauer zu erkennen. Im Endausbau soll eine Gesamtfläche von 200.000 km^2 abgedeckt werden. Diese neuen Erkennungsskalen erfordern Upgrades in Software und Hardware und eröffnen neue Möglichkeiten für theoretische Analysen.

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CORSIKABeatrix v. Puttkamer
CORSIKA & CoREAS

CORSIKA ist ein hochentwickelter Monte-Carlo-Simulationscode, der umfassend zur Modellierung der Wechselwirkungen hochenergetischer kosmischer Strahlung mit der Erdatmosphäre eingesetzt wird und wesentliche Einblicke in die Entwicklung und Eigenschaften ausgedehnter Luftschauer liefert. CoREAS ist eine Erweiterung von CORSIKA, die die Funkemission eines simulierten Luftschauers berechnet. Der neue CORSIKA 8-Code soll die ursprüngliche FORTRAN-Version von CORSIKA ablösen, um die Community über Jahrzehnte hinweg mit zuverlässigen Simulationen zu unterstützen.

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