Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6019

CORSIKA: A Monte Carlo Code to Simulate Extensive Air Showers

Abstract

CORSIKA is a program for detailed simulation of extensive air showers initiated by high energy cosmic ray particles. Protons, light nuclei up to iron, photons, and many other particles may be treated as primaries. The particles are tracked through the atmosphere until they undergo reactions with the air nuclei or - in the case of instable secondaries - decay. The hadronic interactions at high energies may be described by five reaction models alternatively: The VENUS, QGSJET, and DPMJET models are based on the Gribov-Regge theory, while SIBYLL is a minijet model. HDPM is a phenomenological generator and adjusted to experimental data wherever possible. Hadronic interactions at lower energies are described either by the more sophisticated GHEISHA interaction routines or the rather simple ISOBAR model. In particle decays all decay branches down to the 1% level are taken into account. For electromagneti the shower program EGS4 or the analytical NKG formulas may be used. Options for the generation of Cherenkov radiation and neutrinos exist.

CORSIKA: Ein Monte Carlo Programm zur Luftschauersimulation

Zusammenfassung

CORSIKA ist ein Programm zur detaillierten Simulation von ausgedehnten Luftschauern, die durch hochenergetische kosmische Strahlung ausgelöst werden. Als Primärteilchen können Protonen, leichte Kerne bis Eisen, Photonen und viele andere Teilchen behandelt werden. Die Teilchen werden durch die Atmosphäre verfolgt, bis sie mit den Kernen der Luft reagieren oder - im Falle von instabilen Sekundärteilchen - zerfallen. Die hadronischen Wechselwirkungen bei hohen Energien können wahlweise von fünf verschiedenen Reaktionsmodellen beschrieben werden: Die Modelle VENUS, QGSJET und DPMJET basieren auf der Gribov-Regge Theorie, während SIBYLL ein Mini-Jet Modell ist. HDPM ist ein phänomenologischer Generator und angepaßt an experimentellen Daten, wo immer das möglich ist. Hadronische Wechselwirkungen bei niedrigeren Energien werden entweder durch die detaillierten GHEISHA Wechselwirkungsroutinen oder durch das ziemlich einfache Isobaren-Modell beschrieben. Bei Teilchenzerfällen werden alle Zerfallskanäle bis herab zu 1% Häufigkeit berücksichtigt. Elektromagnetische Prozesse können mit dem Schauerprogramm EGS4 oder mit den analytischen NKG-Formeln behandelt werden. Es gibt Optionen für die Erzeugung von Cherenkov-Strahlung und von Neutrinos.