Svenja Hümmer

• In dieser Arbeit untersuchen wir die Produktion von Neutrinos in astrophysikalischen Quellen. Bei der Beschreibung der Wechselwirkung betrachten wir resonante, direkte und Multipion-Produktion. Zusätzlich berücksichtigen wir die Produktion von Neutronen und positiv geladenen Kaonen. Wir beachten explizit die Energieverluste der Sekundärteilchen - Pionen, Myonen und Kaonen - auf Grund von Synchrotronstrahlung derselben und adiabatischer Expansion. In Bezug auf den Neutrinofluss berücksichtigen wir Flavor-Mischungen der Neutrinos auf dem Weg zumIn dieser Arbeit untersuchen wir die Produktion von Neutrinos in astrophysikalischen Quellen. Bei der Beschreibung der Wechselwirkung betrachten wir resonante, direkte und Multipion-Produktion. Zusätzlich berücksichtigen wir die Produktion von Neutronen und positiv geladenen Kaonen. Wir beachten explizit die Energieverluste der Sekundärteilchen - Pionen, Myonen und Kaonen - auf Grund von Synchrotronstrahlung derselben und adiabatischer Expansion. In Bezug auf den Neutrinofluss berücksichtigen wir Flavor-Mischungen der Neutrinos auf dem Weg zum Beobachter. Zunächst führen wir eine Analyse basierend auf einem generischen Quellmodell durch, in der wir den Einfluss von Magnetfeld und Größe der Quelle auf die Neutrinospektren und das Verhältnis der verschiedenen Neutrino-Flavor untersuchen. Es stellt sich heraus, dass man im Rahmen dieses generischen Modells verschiedene Regionen im Parameterraum anhand des Flavor-Verhältnisses, das für hohe Magnetfelder von dem zumeist angenommenen Verhältnis (nu_e:nu_mu:nu_tau)=(1:2:0) abweicht, klassifizieren kann. In einer zweiten Analyse bestimmen wir die erwarteten Neutrinospektren von Gammablitzen im Rahmen des Feuerball-Modells aus beobachteten Photonspektren. Es zeigt sich, dass auf Grund grober Abschätzungen in der Literatur, der Neutrinofluss zumeist um etwa eine Größenordnung überschätzt wird. Deshalb berechnen wir den erwarteten Neutrinofluss der Gammablitze neu, die während der 40-Leinen-Konfiguration des IceCube-Detektors gemessen wurden, und folgern, dass entgegen der Behauptung der IceCube-Kollaboration, das Feuerball-Modell noch nicht ausgeschlossen ist. Des Weiteren quantifizieren wir systematische und astrophysikalische Unsicherheiten in dem vorhergesagten Neutrinofluss.…
• In this work we investigate the photohadronic neutrino production within astrophysical environments. In the description of the photohadronic interactions we consider resonant, direct and multipion production. In addition we include the production of neutrons and positiv charged kaons. For the secondaries - pions, muons, kaons - we take into account the effects of energy losses due to synchrotron radiation and adiabatic expansion. We also consider flavor effects on the neutrino flux. In a first analysis we define a generic model for a neutrinoIn this work we investigate the photohadronic neutrino production within astrophysical environments. In the description of the photohadronic interactions we consider resonant, direct and multipion production. In addition we include the production of neutrons and positiv charged kaons. For the secondaries - pions, muons, kaons - we take into account the effects of energy losses due to synchrotron radiation and adiabatic expansion. We also consider flavor effects on the neutrino flux. In a first analysis we define a generic model for a neutrino source and investigate the effect of the magnetic field and the size of the source on the neutrino flux and flavor ratio. We find that within the model we can classify different regions in the parameter space by the flavor ratio which for higher magnetic field differs from the often used assumption of (nu_e:nu_mu:nu_tau)=(1:2:0). In a second analysis we recompute the expected neutrino flux expected from gamma-ray bursts in the fireball model and see that the neutrino flux in the literature typically overestimates the flux by one order of magnitude due to rough approximations. We therefore reconsider the expected neutrino flux from the gamma-ray bursts measured during the 40-string-configuration of IceCube. As a result we conclude that against the claim of the IceCube collaboration the fireball model is not excluded yet. Furthermore we quantify the systematical and astrophysical uncertainties on the neutrino flux prediction.…