CORSIKA COsmic Ray SImulation for KAscade: a Monte Carlo code to simulate Extensive Air showers Domenico Torresi

CORSIKA Corsika è un codice Monte Carlo usato nell'ambito astofisico per la simulazione di sciami atmosferici estesi generati da raggi cosmici in un range di energia da 1012 eV fino a più di 10 20 eV. Code Created by Dr. Heck, J. Knapp, J.N. Capdevielle, G. Schatz and T. Thouw at Karlsruhe, Germany

Raggi cosmici Sono particelle di altissima energia principalmente elettroni protoni e nuclei leggeri fino al ferro che colpiscono continuamente la terra. Il range di energie si estendono tra 106 eV fino a 1020 eV (energia di una pallina da tennis a 100km/h) mentre le energie che si raggiungono negli acceleratori arrivano fino a 1012 eV (LHC).

EAS (Extensive Air Shower) Quando una particella penetra nell'atmosfera interagisce con i nuclei che la compongono generando delle particelle secondarie le quali interagendo a loro volta, se hanno energia sufficientemente alta, possono generare altre particelle. Si crea così un processo a cascata nel quale la particella primaria genera uno sciame di particelle secondarie (migliora) che può raggiungere dimensioni anche molto estese (vari km di ampiezza, 109 particelle ad energia 1019) E =1014 eV  6x104 charged particles E =1020 eV  1011 charged particles

CORSIKA CORSIKA è un programma per la simulazione di sciami atmosferici estesi generati da raggi cosmici. Le particelle primarie possono essere fotoni protoni nuclei leggeri fino al ferro e molte altre particelle Le particelle sono tracciate attraverso l'atmosfera fino a che non interagiscono con i nuclei dell'aria o, se instabili, decadono. L'interazione adronica ad alte energie può essere descritta da cinque modelli differenti (VENUS, QGSJET, DPMJET, SIBYLL, HDPM) E’ possibile scegliere differenti modelli anche per l'iterazione adronica di basse energie (GHEISHA ISOBAR) e per quella elttromagnetica (NKG EGS4). E’ Inoltre possibile includere anche la radiazione Cherenkov e i neutrini.

Fotone di 1012 eV

Protone di 1012 eV

Sviluppo longitudinale e laterale di uno sciame

CORSIKA Corsika e un codice monte Carlo per simulare sciami atmosferici estesi generati da raggi cosmici Usa un random seed generator per variare l'output dei dati le particelle primarie possono essere scelte tra una grande varietà di particelle protoni fotoni nuclei leggeri e particelle esotiche Particelle secondarie sono tracciate attraverso l'atmosfera così come è considerato il decadimento delle particelle instabili Code Created by Dr. Heck, J. Knapp, J.N. Capdevielle, G. Schatz and T. Thouw at Karlsruhe, Germany

CORSIKA Il codice è scritto principalmente in FORTRAN eccetto eccetto un pacchetto che descrive la radiazione Cherenkov scritto in C. le varie opzioni del programma vengono scelte durante l'installazione dunque una modifica delle opzioni richiede una nuova installazione. i file di input sono semplice file ASCII in cui sono specificati i parametri del run da girare (numero di eventi energia e tipo della particella ...) Output DAT0000## binary files in cui si trovano informazioni riguardanti il run e tutte le informazioni delle particelle dello sciame file Cherenkov in cui si trovano tutte le particelle che colpiscono il rivelatore o l'array di rivelatori Il file Cherenkov per uno sciame di 1 Tev generato da un fotone occupa ~4 Mb tempo qualche minuto ma in certi casi è necessario produrre anche 10^5 sciami