Constraining cosmic magnetic fields by a measurement of energy-energy-correlations with the Pierre Auger Observatory [Elektronische Ressource] / Peter Schiffer

Constraining Cosmic Magnetic Fields bya Measurement ofEnergy-Energy-Correlations with thePierre Auger ObservatoryVon der Fakultat fur Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften der RWTH¨ ¨Aachen University zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors derNaturwissenschaften genehmigte DissertationvonDipl. Phys. Peter Schifferaus ReutlingenBerichter: Universitatsprofessor Martin Erdmann¨Universitatsprofessor Thomas Hebbeker¨Tag der mu¨ndlichen Pru¨fung: 25.5.2011Diese Dissertation ist auf den Internetseiten der Hochschulbibliothek onlineverfu¨gbar.Contents1 Introduction 12 Ultra High Energy Cosmic Rays 32.1 Cosmic Rays with Energies below 4 EeV . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Sources of UHECRs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Propagation of UHECRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3.1 Propagation in Background Photon Fields . . . . . . . . . . . 62.3.1.1 Energy Loss of Protons . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3.1.2 Energy Loss of Nuclei . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3.2 Propagation in Cosmic Magnetic Fields . . . . . . . . . . . . . 92.4 Experimental Results on UHECRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.4.1 Spectrum of UHECRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.2 Composition of UHECRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.4.3 Photon Fraction of UHECRs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.4.4 Arrival Directions of UHECRs . . . . . . . . . . . . . .