Unraveling the mysteries of high-energy cosmic rays using radio detection

Zicht op dagelijks bombardement uit de ruimte

De aarde wordt dagelijks gebombardeerd door hoogenergetische deeltjes afkomstig uit de ruimte. Deze deeltjes botsen met moleculen in de atmosfeer, wat een lawine aan secundaire deeltjes produceert. Door de eigenschappen van de lawine van secundaire deeltjes te bestuderen is het mogelijk om de natuur en de oorsprong van het oorspronkelijke deeltje te achterhalen.

Een manier om die lawine te bestuderen is via de radio-emissie die ontstaat door de afbuiging van de miljarden elektronen en positronen in het magnetische veld van de aarde en het overschot aan elektronen door het knock-out effect van de moleculen in de atmosfeer.

Wendy Docters heeft de gevoeligheid van het radiosignaal als functie van afstand tot de as van de lawine getest. De verhouding van de radiosignalen op 300 meter en 100 meter van de as is gevoelig voor de diepte waarop het maximum van de lawine-ontwikkeling plaatsvindt. Deze diepte hangt af van de massa van het oorspronkelijke deeltje. Ook de energie van het oorspronkelijke deeltje kan benaderd worden door het meten van het signaal op een bepaalde afstand van de as.  Al deze metingen zijn te gebruiken om een optimale volgende generatie radiodetectoren te ontwerpen, afgestemd op de interesse van de wetenschapper.

Wendy Docters voerde haar onderzoek uit aan het onderzoeksinstituut KVI – CART (Center for Advanced Radiation Technology), met financiering van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM). Zij werkt inmiddels bij de afdeling Optimalisatie en Strategie van GasTerra.

Proefschrift: http://irs.ub.rug.nl/ppn/387713468