2. Abschattung Kosmischer Strahlung durch den Mond in IceCube

Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung 1
2. Abschattung Kosmischer Strahlung durch den Mond in IceCube 3
2.1. Kosmische Strahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2. Abschattung durch den Mond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3. Nachweisprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.4. IceCube-Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.5. Mondfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3. Mondschattenanalyse 8
3.1. Ungebinntes log-Likelihood-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2. Signalmodell und Hintergrundverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.3. Cut-Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.4. Komplexität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4. Berechnungen mit Graphik Prozessoren (GPU) 12
4.1. Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.2. Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.3. CUDA-Maschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.4. GPU-Strategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.5. Minimierungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5. Test des Verfahrens 20
5.1. Genauigkeit des Verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.2. Ergebnisse und Vergleich der Analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.3. Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6. Weiterführende Untersuchungen 33
6.1. Symmetrischer vs. elliptischer Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6.2. Die Energieabhängigkeit des Mondschatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
7. Zusammenfassung und Ausblick 38
A. Anhang 39
A.1. Zur Toleranzstudie mit Brent Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
A.1.1. Toleranz von 100 in n s mit Brent Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . 40
A.1.2. Toleranz von 10 in n s mit Brent Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
A.1.3. Toleranz von 1 in n s mit Brent Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
A.1.4. Toleranz von 0,1 in n s mit Brent Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
A.1.5. Differenzplots für verschiedene Toleranzen in n s mit Brent Algorithmus . . 44
A.2. Zur Toleranzstudie mit erweitertem Brent Algorithmus . . . . . . . . . . . . . . . . 45
A.2.1. Toleranz von 100 in n s mit erweitertem Brent Algorithmus . . . . . . . . . 45
A.2.2. Toleranz von 10 in n s mit erweitertem Brent Algorithmus . . . . . . . . . . 46
A.2.3. Toleranz von 1 in n s mit erweitertem Brent Algorithmus . . . . . . . . . . . 47
A.2.4. Toleranz von 0,1 in n s mit erweitertem Brent Algorithmus . . . . . . . . . . 48
A.2.5. Signifikanzplots für verschiedene Toleranz mit erweitertem Brent Algorithmus 49
René Reimann
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