Das Myon-Rätsel in Luftschauern und seine Verbindung zum LHC

Hochenergetische kosmische Strahlung wird indirekt mit Hilfe von ausgedehnten Luftschauern beobachtet. Luftschauer sind hadronische Kaskaden, deren instabile Teilchen schliesslich zum großen Teil in Myonen zerfallen. Die Myonzahl ist eine Schlüsselgröße um die Massenzusammensetzung der kosmischen Strahlung zu bestimmen. Für die Interpretation von Luftschauerparametern werden zuverlässliche Modelle benötigt, die die Luftschauerphysik beschreiben, was sowohl eine Herausforderung als auch eine Chance ist, um QCD unter extremen Bedingungen zu testen. Luftschauersimulationen mit den zur Zeit besten Modellen zeigen ein Myon-Defizit relativ zur Messung, das ist das sogenannte Myon-Rätsel. Der Ursprung dieser Diskrepanz wurde auf die Zusammensetzung der Sekundärteilchen zurück geführt, die in hadronischen Wechselwirkungen entstehen. Die Diskrepanz wird im Schwerpunktssystem der ersten Wechselwirkung bereits an der TeV Scala deutlich, was darauf hindeutet, dass der Ursprung am Large Hadron Collider beobachtet werden kann. Ein Effekt, der potentiell die Diskrepanz erklären könnte, wurde auch am LHC beobachtet, aber muss nun aber mit Experimenten bestätigt werden, die sensitiv für die Teilchenproduktion in Vorwärtsrichtung sind, und mit zukünftigen Kollisionen von Sauerstoffstrahlen am LHC.

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