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Teilcheninteraktion und Propagation

Der Leptonpropagator PROPOSAL

PROPOSAL (PRopagator with Optimal Precision and Optimal Speed for All Leptons) ist eine in C++ geschriebene Monte-Carlo Simulationsbibliothek mit Python-Bindings. Das ursprüngliche Designziel war die performante und genaue Simulation hochenergetischer Myonen, die große Entfernungen durch Medien zurücklegen. Dies ist notwendig für großvolumige Detektoren wie Neutrinoteleskope oder andere unterirdische Experimente, die sich mit einem atmosphärischen Myonenuntergrund befassen.

PROPOSAL wird derzeit für die Ausbreitung und den Zerfall von Myonen und Taus in der Simulationskette von IceCube und RNO eingesetzt. Es wird in der Simulationssoftware für Luftschauer CORSIKA 8 verwendet, um die elektromagnetische Komponente zu berechnen, die aus der Ausbreitung von Elektronen/Positronen und Hochenergie-Photonen besteht.

Weitere Informationen zu PROPOSAL können auf GitHub gefunden werden.

Tscherenkow-Licht eines Eisen-induzierten Luftschauers © Maximilian Nöthe​/​TU Dortmund
Tscherenkow-Licht eines 10 TeV Eisen-Schauers auf dem Boden. Die Farben stellen die Sekundärteilchen des Schauers dar, die Emisson des Tscherenkow-Lichts angeregt haben: rot für Elektronen/Positronen, grün für Myonen, blaue für schwerere Teilchen. Simulation mit CORSIKA 7 und der IACT/Atmo Erweiterung.

CORSIKA

Das Software-Framework CORSIKA (COsmic Ray SImulations for KAscade) wurde für die Simulation komplexer atmosphärischer Teilchenkaskaden entwickelt, die durch Kosmische Strahlung bis zu höchsten Energien induziert werden. Aufgrund der Komplexität der Simulation mit Zehntausenden von Teilchen und Milliarden von Photonen kann die Rechenzeit für eine einzelne Kaskade bis zu mehreren Stunden oder sogar Tagen betragen. Mit mehreren Millionen kumulativen CPU-Stunden pro Jahr können bereits kleine Verbesserungen die Kosten deutlich senken und bessere oder neue Simulationen ermöglichen.

Während das langjährige und erfolgreiche CORSIKA7 technisch älter wird, wird derzeit an einem komplett erneuten CORSIKA8 gearbeitet. Diese Version wird in C++ geschrieben und verwendet modernste technische Methoden wie Python-Bindings und hohe parallele Ausführung. An CORSIKA arbeiten wir in Dortmund im Zuge des Sonderforschungsbereichs SFB876 (Bereitstellung von Informationen durch ressourcenbeschränkte Datenanalyse) mit verschiedenen Methoden zur Reduzierung von Zeit und Energieverbrauch.

Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.