@article{AdrianMartinezAgeronAharonianetal.2016, author = {Adri{\´a}n-Mart{\´i}nez, S. and Ageron, M. and Aharonian, F. and Aiello, S. and Albert, A. and Ameli, F. and Annasontzis, E. and Andre, M. and Androulakis, G. and Anghinolfi, M. and Anton, G. and Ardid, M. and Avgitas, T. and Barbarino, G. and Baret, B. and Barrios-Mart{\´i}, J. and Belhorma, B. and Belias, A. and Berbee, A. and van den Berg, A. and Bertin, V. and Beurthey, S. and van Beeveren, V. and Beverini, N. and Biagi, S. and Biagioni, A. and Billault, M. and Bond{\`i}, M. and Bormuth, R. and Bouhadef, B. and Bourlis, G. and Bourret, S. and Boutonnet, C. and Bouwhuis, M. and Bozza, C. and Bruijn, R. and Brunner, J. and Buis, E. and Busto, J. and Cacopardo, G. and Caillat, L. and Calmai, M. and Calvo, D. and Capone, A. and Caramete, L. and Cecchini, S. and Celli, S. and Champion, C. and Cherkaoui El Moursli, R. and Cherubini, S. and Chiarusi, T. and Circella, M. and Classen, L. and Cocimano, R. and Coelho, J. A. B. and Coleiro, A. and Colonges, S. and Coniglione, R. and Cordelli, M. and Cosquer, A. and Coyle, P. and Creusot, A. and Cuttone, G. and D'Amico, A. and De Bonis, G. and De Rosa, G. and De Sio, C. and Di Capua, F. and Di Palma, I. and D{\´i}az Garc{\´i}a, A. F. and Distefano, C. and Donzaud, C. and Dornic, D. and Dorosti-Hasankiadeh, Q. and Drakopoulou, E. and Drouhin, D. and Drury, L. and Durocher, M. and Eberl, T. and Eichie, S. and van Eijk, D. and El Bojaddaini, I. and El Khayati, N. and Elsaesser, D. and Enzenh{\"o}fer, A. and Fassi, F. and Favali, P. and Fermani, P. and Ferrara, G. and Filippidis, C. and Frascadore, G. and Fusco, L. A. and Gal, T. and Galat{\`a}, S. and Garufi, F. and Gay, P. and Gebyehu, M. and Giordano, V. and Gizani, N. and Gracia, R. and Graf, K. and Gr{\´e}goire, T. and Grella, G. and Habel, R. and Hallmann, S. and van Haren, H. and Harissopulos, S. and Heid, T. and Heijboer, A. and Heine, E. and Henry, S. and Hern{\´a}ndez-Rey, J. J. and Hevinga, M. and Hofest{\"a}dt, J. and Hugon, C. M. F. and Illuminati, G. and James, C. W. and Jansweijer, P. and Jongen, M. and de Jong, M. and Kadler, M. and Kalekin, O. and Kappes, A. and Katz, U. F. and Keller, P. and Kieft, G. and Kießling, D. and Koffeman, E. N. and Kooijman, P. and Kouchner, A. and Kulikovskiy, V. and Lahmann, R. and Lamare, P. and Leisos, A. and Leonora, E. and Lindsey Clark, M. and Liolios, A. and Llorenz Alvarez, C. D. and Lo Presti, D. and L{\"o}hner, H. and Lonardo, A. and Lotze, M. and Loucatos, S. and Maccioni, E. and Mannheim, K. and Margiotta, A. and Marinelli, A. and Mari{\c{s}}, O. and Markou, C. and Mart{\´i}nez-Mora, J. A. and Martini, A. and Mele, R. and Melis, K. W. and Michael, T. and Migliozzi, P. and Migneco, E. and Mijakowski, P. and Miraglia, A. and Mollo, C. M. and Mongelli, M. and Morganti, M. and Moussa, A. and Musico, P. and Musumeci, M. and Navas, S. and Nicoleau, C. A. and Olcina, I. and Olivetto, C. and Orlando, A. and Papaikonomou, A. and Papaleo, R. and Păvăla{\c{s}}, G. E. and Peek, H. and Pellegrino, C. and Perrina, C. and Pfutzner, M. and Piattelli, P. and Pikounis, K. and Poma, G. E. and Popa, V. and Pradier, T. and Pratolongo, F. and P{\"u}hlhofer, G. and Pulvirenti, S. and Quinn, L. and Racca, C. and Raffaelli, F. and Randazzo, N. and Rapidis, P. and Razis, P. and Real, D. and Resvanis, L. and Reubelt, J. and Riccobene, G. and Rossi, C. and Rovelli, A. and Salda{\~n}a, M. and Salvadori, I. and Samtleben, D. F. E. and S{\´a}nchez Garc{\´i}a, A. and S{\´a}nchez Losa, A. and Sanguineti, M. and Santangelo, A. and Santonocito, D. and Sapienza, P. and Schimmel, F. and Schmelling, J. and Sciacca, V. and Sedita, M. and Seitz, T. and Sgura, I. and Simeone, F. and Siotis, I. and Sipala, V. and Spisso, B. and Spurio, M. and Stavropoulos, G. and Steijger, J. and Stellacci, S. M. and Stransky, D. and Taiuti, M. and Tayalati, Y. and T{\´e}zier, D. and Theraube, S. and Thompson, L. and Timmer, P. and T{\"o}nnis, C. and Trasatti, L. and Trovato, A. and Tsirigotis, A. and Tzamarias, S. and Tzamariudaki, E. and Vallage, B. and Van Elewyk, V. and Vermeulen, J. and Vicini, P. and Viola, S. and Vivolo, D. and Volkert, M. and Voulgaris, G. and Wiggers, L. and Wilms, J. and de Wolf, E. and Zachariadou, K. and Zornoza, J. D. and Z{\´u}{\~n}iga, J.}, title = {Letter of intent for KM3NeT 2.0}, series = {Journal of Physics G-Nuclear and Particle Physics}, volume = {43}, journal = {Journal of Physics G-Nuclear and Particle Physics}, number = {8}, doi = {10.1088/0954-3899/43/8/084001}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-188050}, pages = {84001}, year = {2016}, abstract = {The main objectives of the KM3NeT Collaboration are (i) the discovery and subsequent observation of high-energy neutrino sources in the Universe and (ii) the determination of the mass hierarchy of neutrinos. These objectives are strongly motivated by two recent important discoveries, namely: (1) the high-energy astrophysical neutrino signal reported by IceCube and (2) the sizable contribution of electron neutrinos to the third neutrino mass eigenstate as reported by Daya Bay, Reno and others. To meet these objectives, the KM3NeT Collaboration plans to build a new Research Infrastructure consisting of a network of deep-sea neutrino telescopes in the Mediterranean Sea. A phased and distributed implementation is pursued which maximises the access to regional funds, the availability of human resources and the synergistic opportunities for the Earth and sea sciences community. Three suitable deep-sea sites are selected, namely off-shore Toulon (France), Capo Passero (Sicily, Italy) and Pylos (Peloponnese, Greece). The infrastructure will consist of three so-called building blocks. A building block comprises 115 strings, each string comprises 18 optical modules and each optical module comprises 31 photo-multiplier tubes. Each building block thus constitutes a three-dimensional array of photo sensors that can be used to detect the Cherenkov light produced by relativistic particles emerging from neutrino interactions. Two building blocks will be sparsely configured to fully explore the IceCube signal with similar instrumented volume, different methodology, improved resolution and}, language = {en} } @article{GedalinDroege2013, author = {Gedalin, Michael and Dr{\"o}ge, Wolfgang}, title = {Ion dynamics in quasi-perpendicular collisionless interplanetary shocks: a case study}, series = {Frontiers in Physics}, volume = {1}, journal = {Frontiers in Physics}, issn = {2296-424X}, doi = {10.3389/fphy.2013.00029}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-189407}, pages = {29}, year = {2013}, abstract = {Interplanetary shocks are believed to play an important role in the acceleration of charged particles in the heliosphere. While the acceleration to high energies proceeds via the diffusive mechanism at the scales exceeding by far the shock width, the initial stage (injection) should occur at the shock itself. Numerical tracing of ions is done in a model quasi-perpendicular shock front with a typical interplanetary shock parameters (Mach number, upstream ion temperature). The analysis of the distribution of the transmitted solar wind is used to adjust the cross-shock potential which is not directly measured. It is found that, for typical upstream ion temperatures, acceleration of the ions from the tail of the solar wind distribution is unlikely. Pickup ions with a shell distribution are found to be effectively energized and may be injected into further diffusive acceleration regime. Pre-accelerated ions are efficiently upscaled in energies. A part of these ions is returned to the upstream region where they can further be diffusively accelerated.}, language = {en} } @phdthesis{Ganse2012, author = {Ganse, Urs}, title = {Kinetische Simulationen solarer Typ II Radiobursts}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-73676}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Die Emission solarer Typ II Radiobursts ist ein seit Jahrzehnten beobachtetes Ph{\"a}nomen der heliosph{\"a}rischen Plasmaphysik. Diese Radiobursts, die im Zusammenhang mit der Propagation koronaler Schockfronten auftreten, zeigen ein charakteristisches, zweibandiges Emissionsspektrum. Mit expandierendem Schock driften sie zu niedrigeren Frequenzen. Analytische Theorien dieser Emission sagen nichtlineare Plasmawellenwechselwirkung als Ursache voraus, doch aufgrund des geringen Sonnenabstands der Emissionsregion ist die in-situ Datenlage durch Satellitenmessungen {\"a}usserst schlecht, so dass eine endg{\"u}ltige Verifikation der vorhergesagten Vorg{\"a}nge bisher nicht m{\"o}glich war. Mit Hilfe eines kinetischen Plasma-Simulationscodes nach dem Particle-in-Cell Prinzip wurde in dieser Dissertation die Plasmaumgebung in der Foreshock-Region einer koronalen Schockfront modelliert. Das Propagations- und Kopplungsverhalten elektrostatischer und elektromagnetischer Wellenmoden wurde untersucht. Die vollst{\"a}ndige r{\"a}umliche Information {\"u}ber die Wellenzusammensetzung in der Simulation erlaubt es, die Kinematik nichtlinearer Wellenkopplungen genauestens zu untersuchen. Es zeigte sich ein mit der analytischen Theorie der Drei-Wellen-Wechselwirkung konsistentes Bild der Erzeugung solarer Radiobursts: durch elektromagnetischen Zerfall elektrostatischer Moden kommt es zur Erzeugung fundamentaler, sowie durch Verschmelzung gegenpropagierender elektrostatischer Moden zur Anregung harmonischer Radioemission. Kopplungsst{\"a}rken und Winkelabh{\"a}ngigkeit dieser Prozesse wurden untersucht. Mit dem somit zur Verf{\"u}gung stehenden, numerischen Laborsystem wurde die Parameter-Abh{\"a}ngigkeit der Wellenkopplungen und entstehenden Radioemissionen bez{\"u}glich St{\"a}rke des Elektronenbeams und des solaren Abstandes untersucht.}, subject = {Heliosph{\"a}re}, language = {de} } @phdthesis{Lange2012, author = {Lange, Sebastian}, title = {Turbulenz und Teilchentransport in der Heliosph{\"a}re - Simulationen von inkompressiblen MHD-Plasmen und Testteilchen -}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-74012}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Die Herkunft hochenergetischer solarer Teilchen konnte in den vergangenen Jahren eindeutig auf Schockbeschleunigung an koronalen Masseausw{\"u}rfen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Durch resonante Interaktionen zwischen Wellen und Teilchen werden zum einen geladene Teilchen unter Ver{\"a}nderung ihrer Energie gestreut, zum anderen wird die Dynamik der Plasmawellen in solchen Beschleunigungsregionen durch diese Prozesse von selbstgenerierten Wellenmoden maßgeblich beeinflusst. Mittels numerischer Modellierungen wurden im Rahmen dieser Arbeit die grundlegenden physikalischen Regimes der Turbulenz und des Teilchentransports beschrieben. Die Simulation der Plasmadynamik bedient sich der Methodik der Magnetohydrodynamik, wohingegen kinetische Einzelteilchen durch die elementaren Bewegungsgleichungen der Elektrodynamik berechnet werden. Es konnten die Turbulenztheorien von Goldreich und Sridhar unter heliosph{\"a}rischen Bedingungen bei drei solaren Radien best{\"a}tigt werden. Vor allem zeigten sich Hinweise f{\"u}r das Erreichen der kritischen Balance, einem Schl{\"u}sselparameter dieser Theorien. Weiterhin werden Ergebnisse der dynamischen Entwicklung angeregter Wellenmoden pr{\"a}sentiert, in denen die Bedeutsamkeit f{\"u}r die gesamte Turbulenz gezeigt werden konnte. Als zentraler Prozess bei hohen Energien hat sich das wave-steepening herausgestellt, das als effizienter Energietransportmechanismus in paralleler Richtung zum Hintergrundmagnetfeld identifiziert wurde und somit turbulente Strukturen bei hohen parallelen Wellenzahlen erkl{\"a}rt, deren Entstehung das Goldreich-Sridhar Modell nicht beschreiben kann. Dar{\"u}ber hinaus wurden grundlegende Erkenntnisse {\"u}ber die quasilineare Theorie des Teilchentransports erzielt. Im Speziellen konnte ein tieferes Verst{\"a}ndnis f{\"u}r die Interpretation der Diffusionskoeffizienten von Welle-Teilchen Wechselwirkungen erlangt werden. Simulationen zur Streuung an angeregten Wellenmoden zeigten erstmals komplexe resonante Strukturen die im Rahmen analytischer Modelle nicht mehr ad{\"a}quat beschrieben werden k{\"o}nnen.}, subject = {Heliosph{\"a}re}, language = {de} } @phdthesis{Rueger2011, author = {R{\"u}ger, Michael}, title = {Ein zeitabh{\"a}ngiges, selbstkonsistentes hadronisch-leptonisches Strahlungsmodell zur Modellierung der Multiwellenl{\"a}ngenemission von Blazaren}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-56955}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit Strahlungsprozessen in Blazaren. Bei den Blazaren handelt es sich um eine Unterkategorie der aktiven Galaxienkerne, bei denen die Jetachse in Richtung des Beobachters zeigt. Charakteristisch f{\"u}r die Blazare ist ein Multifrequenzspektrum der Photonen, welches sich vom Radiobereich bis hin zur Gamma-Strahlung mit TeV-Energien erstreckt. Insbesondere der Gamma-Bereich r{\"u}ckt aktuell in den Fokus der Betrachtung mit Experimenten wie zum Beispiel FERMI und MAGIC. Ziel dieser Arbeit ist die Modellierung der auftretenden Strahlungsprozesse und die Beschreibung der Multifrequenzspektren der Blazare mit Hilfe eines hadronisch-leptonischen Modells. Grundlage hierf{\"u}r ist ein selbstkonsistentes Synchrotron-Selbst-Compton-Modell (SSC), welches zur Beschreibung des Spektrums der Quelle 1 ES 1218+30.4 verwendet wird. Dabei wird die Parameterwahl unterst{\"u}tzt durch eine Absch{\"a}tzung der Masse des zentralen schwarzen Loches. Das hier behandelte SSC-Modell wird dahingehend untersucht, wie es sich unter Ver{\"a}nderung der Modellparameter verh{\"a}lt. Dabei werden Abh{\"a}ngigkeiten des Photonenspektrums von {\"A}nderungsfaktoren der Parameter abgeleitet. Außerdem werden diese Abh{\"a}ngigkeiten in Relation gesetzt und aus dieser Betrachtung ergibt sich die Schlussfolgerung, dass unter der Voraussetzung eines festen Spektralindex der Elektronenverteilung die Wahl eines Parametersatzes zur Modellierung eines Photonenspektrums eindeutig ist. Zur Einf{\"u}hrung eines zeitabh{\"a}ngigen, hadronischen Modells wird das SSCModell um die Anwesenheit nichtthermischer Protonen erweitert. Dadurch kann Proton-Synchrotron-Strahlung einen Beitrag im Gamma-Bereich leisten. Außerdem werden durch Proton-Photon-Wechselwirkung Pionen erzeugt. Aus deren Zerfall werden zusammen mit der Paarbildung aus Photon-Photon-Absorption sekund{\"a}re Elektronen und Positronen produziert, die wiederum zum Hochenergiespektrum beitragen. Neben den Pionen werden bei der Proton-Photon- Wechselwirkung außerdem noch Neutrinos und Neutronen erzeugt, die einen direkten Einblick in die Emissionsregion erlauben. Das hier vorgestellte hadronische Modell wird auf die Quelle 3C 279 angewandt. F{\"u}r diese Quelle reicht mit der Detektion im VHE-Bereich der SSCAnsatz nicht aus, um das Photonenspektrum zu beschreiben. Mit dem vorgelegten Modell gelingt die Beschreibung des Spektrums in den SSC-kritischen Bereichen sehr gut. Insbesondere k{\"o}nnen verschiedene Flusszust{\"a}nde modelliert und allein durch Ver{\"a}nderung der Maximalenergien von Protonen und Elektronen ineinander {\"u}berf{\"u}hrt werden. Diese einfache M{\"o}glichkeit der Modellierung der Variabilit{\"a}t der Quelle unterstreicht die Wahl des hadronischen Ansatzes. Somit wird hier ein sehr gutes Werkzeug zur Untersuchung der Emissionsprozesse in Blazaren geliefert. Dar{\"u}ber hinaus ist mit der Absch{\"a}tzung des Neutrino-Flusses zwar die Detektion von 3C 279 als Punktquelle mit IceCube unwahrscheinlich, jedoch liefert das Modell generell die M{\"o}glichkeit im Kontext des Multimessenger-Ansatzes Antworten zu liefern. Im gleichen Kontext wird auch der Beitrag zur kosmischen Strahlung durch entweichende Neutronen untersucht.}, subject = {Blazar}, language = {de} } @phdthesis{HoehneMoench2010, author = {H{\"o}hne-M{\"o}nch, Daniel}, title = {Steady-state emission of blazars at very high energies}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53700}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {One key scientific program of the MAGIC telescope project is the discovery and detection of blazars. They constitute the most prominent extragalactic source class in the very high energy (VHE) Gamma-ray regime with 29 out of 34 known objects (as of April 2010). Therefore a major part of the available observation time was spent in the last years on high-frequency peaked blazars. The selection criteria were chosen to increase the detection probability. As the X-ray flux is believed to be correlated to the VHE Gamma-ray flux, only X-ray selected sources with a flux F(X) > 2 μJy at 1 keV were considered. To avoid strong attenuation of the Gamma-rays in the extragalactic infrared background, the redshift was restricted to values between z < 0.15 and z < 0.4, depending on the declination of the objects. The latter determines the zenith distance during culmination which should not exceed 30° (for z < 0.4) and 45° (for z < 0.15), respectively. Between August 2005 and April 2009, a sample of 24 X-ray selected high-frequency peaked blazars has been observed with the MAGIC telescope. Three of them were detected including 1ES 1218+304 being the first high-frequency peaked BL Lacertae object (HBL) to be discovered with MAGIC in VHE Gamma-rays. One previously detected object was not confirmed as VHE emitter in this campaign by MAGIC. A set of 20 blazars previously not detected will be treated more closely in this work. In this campaign, during almost four years ~ 450 hrs or ~ 22\% of the available observation time for extragalactic objects were dedicated to investigate the baseline emission of blazars and their broadband spectral properties in this emission state. For the sample of 20 objects in a redshift range of 0.018 < z < 0.361 integral flux upper limits in the VHE range on the 99.7\% confidence level (corresponding to 3 standard deviations) were calculated resulting in values between 2.9\% and 14.7\% of the integral flux of the Crab Nebula. As the distribution of significances of the individual objects shows a clear shift to positive values, a stacking method was applied to the sample. For the whole set of 20 objects, an excess of Gamma-rays was found with a significance of 4.5 standard deviations in 349.5 hours of effective exposure time. For the first time a signal stacking in the VHE regime turned out to be successful. The measured integral flux from the cumulative signal corresponds to 1.4\% of the Crab Nebula flux above 150 GeV with a spectral index α = -3.15±0.57. None of the objects showed any significant variability during the observation time and therefore the detected signal can be interpreted as the baseline emission of these objects. For the individual objects lower limits on the broad-band spectral indices αX-Gamma between the X-ray range at 1 keV and the VHE Gamma-ray regime at 200 GeV were calculated. The majority of objects show a spectral behaviour as expected from the source class of HBLs: The energy output in the VHE regime is in general lower than in X-rays. For the stacked blazar sample the broad-band spectral index was calculated to αX-Gamma = 1.09, confirming the result found for the individual objects. Another evidence for the revelation of the baseline emission is the broad-band spectral energy distribution (SED) comprising archival as well as contemporaneous multi-wavelength data from the radio to the VHE band. The SEDs of known VHE Gamma-ray sources in low flux states matches well the SED of the stacked blazar sample.}, subject = {MAGIC-Teleskop}, language = {en} } @phdthesis{Elsaesser2011, author = {Els{\"a}sser, Dominik Martin}, title = {Indirect Search for Dark Matter in the Universe - the Multiwavelength and Multiobject Approach}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69464}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Dunkle Materie ist ein zentraler Bestandteil der modernen Kosmologie, und damit von entscheidender Bedeutung f{\"u}r unser Verst{\"a}ndnis der Strukturbildung im Universum. Das offensichtliche Fehlen von elektromagnetischer Wechselwirkung in Kombination mit unabh{\"a}ngigen Messungen der Energiedichte der baryonischen Materie {\"u}ber die H{\"a}ufigkeit der primordialen leichten Elemente weisen auf eine nicht-baryonische Natur der Dunklen Materie hin. Die Wirkung der Dunklen Materie bei der Strukturbildung zeigt weiterhin dass ihre Konstituenten kalt sind, also zum Zeitpunkt des Gleichgewichts zwischen Strahlung und Materie eine Temperatur kleine als ihre Ruhemasse aufwiesen. Generische Kandidaten f{\"u}r das Dunkelmaterie-Teilchen sind stabile, schwach wechselwirkende Teilchen mit Ruhemassen von der Gr{\"o}ßenordnung der Skala der elektroschwachen Symmetriebrechung, wie sie zum Beispiel in der Supersymmetrie bei erhaltener R-Parit{\"a}t vorkommen. Derartige Teilchen frieren auf nat{\"u}rliche Weise im fr{\"u}hen Universum mit kosmologisch relevanten Reliktdichten aus. Die fortschreitende Strukturbildung im Universum f{\"u}hrt dann zur Bildung von {\"u}berdichten Regionen, in denen die Dunkelmaterie-Teilchen wiederum in signifikantem Ausmaß annihilieren k{\"o}nnen. Dadurch w{\"u}rde ein potentiell detektierbarer Fluß von Hochenergie-Teilchen einschließlich Photonen aus den instabilen Zwischenprodukten der Annihilationsereignisse erzeugt. Die Spektren dieser Teilchen w{\"u}rden R{\"u}ckschl{\"u}sse auf die Masse und den Annihilations-Querschnitt als wichtige Gr{\"o}ßen zur mikrophysikalischen Identifikation der Dunkelmaterie-Teilchen erlauben. Darin liegt die zentrale Motivation f{\"u}r indirekte Suchen nach der Dunklen Materie. Zum gegenw{\"a}rtigen Zeitpunkt jedoch haben weder diese indirekten Suchen, noch direkte Methoden zur Suche nach elastischen Streuereignissen zwischen Dunkelmaterie-Teilchen und Atomkernen sowie Beschleunigerexperimente einen eindeutigen Nachweis von Dunkelmaterie-Teilchen erbracht. Das an sich stellt keine {\"U}berraschung dar, denn die zu erwartenden Signale sind aufgrund der schwachen Wechselwirkung der Teilchen nur von geringer Intensit{\"a}t. Im Falle der indirekten Suchen steht zu erwarten, dass selbst f{\"u}r die gr{\"o}ßten Massekonzentrationen im Universum die St{\"a}rke des Annihilationssignals der Dunklen Materie den durch astrophysikalische Quellen verursachten Untergrund nicht {\"u}berschreitet. Die M{\"o}glichkeit der sicheren Unterscheidung zwischen einem m{\"o}glichen Signal aus der Annihilation der Dunklen Materie und eben diesem Untergrund ist daher entscheidend f{\"u}r die Erfolgsaussichten der indirekten Suchen. In der vorliegenden Arbeit wird eine neuartige Suchstrategie ausgearbeitet und vorgestellt, deren zentrale Komponente die Auswahl von Beobachtungszielen aus einem breiten Massebereich, die Kontrolle der astrophysikalischen Untergr{\"u}nde, und die Einbeziehung von Daten aus mehreren Wellenl{\"a}ngenbereichen ist. Die durchgef{\"u}hrten Beobachtungen werden vorgestellt und interpretiert. Ein Ergebnis ist, dass die Unsicherheiten in Bezug auf die Verteilung der Dunklen Materie in Halos und deren individuelle Dichtestruktur, sowie in Bezug auf die m{\"o}gliche Verst{\"a}rkung des Annihilationssignales durch Substruktur, im Falle der massearmen Halos (wie zum Beispiel bei den Zwerggalaxien) gr{\"o}ßer ist als bei massereichen Halos, wie denen der Galaxienhaufen. Andererseits weisen die massereichen Halos gr{\"o}ßere Unsicherheiten in Hinblick auf die zu erwartenden rein astrophysikalischen Untergr{\"u}nde auf. Die Unsicherheiten in Bezug auf die bisher unbekannte Teilchenphysik jenseits des Standardmodells schließlich sind unabh{\"a}ngig von der Masse der beobachteten Halos. Im Zusammenspiel erm{\"o}glichen es diese unterschiedlichen Skalierungsverhalten, die globale Unsicherheit durch eine kombinierte Analyse der Beobachtungen von Halos mit verschiedenen Massen, die einen bedeutenden Teil der Masseskala abdecken, nennenswert zu reduzieren. Diese Strategie wurde im Rahmen des wissenschaftlichen Beobachtungsprogrammes des MAGIC Teleskopsystems implementiert. Es wurden Beobachtungen von Zwerggalaxien sowie des Virgo- und des Perseus-Galaxienhaufens durchgef{\"u}hrt. Die resultierenden Grenzen auf Gammastrahlung aus der Annihilation von schwach wechselwirkenden, massereichen Teilchen geh{\"o}ren zum Zeitpunkt dieser Niederschrift zu den st{\"a}rksten Grenzen aus indirekten Suchen nach der Dunklen Materie. Die so gewonnenen Grenzen auf die Annihilations-Fl{\"u}sse schr{\"a}nken einige in der Literatur diskutierte und durch aussergew{\"o}hnlich große Annihilations-Fl{\"u}sse gekennzeichnete Szenarien stark ein.}, subject = {Gammastrahlung}, language = {en} } @phdthesis{Paul2010, author = {Paul, Surajit}, title = {Evolution of shocks and turbulence in major galaxy-cluster mergers}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47266}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2010}, abstract = {Mergers between rich clusters of galaxies represent the most violent events in the Universe. The merger events initiate a complex chain of processes that leads to the dissipation of the collisional energy. This phase of violent relaxation is accompanied by turbulence and shock waves as well as non-thermal particle acceleration. This thesis aims at the interpretation of multi-wavelength observations of the merging cluster of galaxies Abell 3376 in the framework of a theoretical model of the involved effects. Observations with the Very Large Array radio interferometer were carried out and analyzed to clarify the morphology of the non-thermal particle distribution in Abell 3376, in particular about the shocked regions. The dissipation in the hot intra-cluster gas was studied using archival X-ray observations with ROSAT and XMM. Results were compared with constrained numerical simulations of the evolution of the merger process in the framework of cosmological structure formation. For this purpose, the ENZO-Code was employed for the computation of the gas dynamics and self-gravity of the colliding mass distribution. The non-thermal properties of the intra-cluster gas could be indirectly inferred from the local Mach number and the strength of the turbulence.}, subject = {Galaxienhaufen}, language = {en} } @phdthesis{Schulz2016, author = {Schulz, Robert Frank}, title = {A radio view of high-energy emitting AGNs}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-137358}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2016}, abstract = {The most energetic versions of active galactic nuclei (AGNs) feature two highly-relativistic plasma outflows, so-called jets, that are created in the vicinity of the central supermassive black hole and evolve in opposite directions. In blazars, which dominate the extragalactic gamma-ray sky, the jets are aligned close to the observer's line of sight leading to strong relativistic beaming effects of the jet emission. Radio observations especially using very long baseline interferometry (VLBI) provide the best way to gain direct information on the intrinsic properties of jets down to sub-parsec scales, close to their formation region. In this thesis, I focus on the properties of three AGNs, IC 310, PKS 2004-447, and 3C 111 that belong to the small non-blazar population of gamma-ray-loud AGNs. In these kinds of AGNs, the jets are less strongly aligned with respect to the observer than in blazars. I study them in detail with a variety of radio astronomical instruments with respect to their high-energy emission and in the context of the large samples in the monitoring programmes MOJAVE and TANAMI. My analysis of radio interferometric observations and flux density monitoring data reveal very different characteristics of the jet emission in these sources. The work presented in this thesis illustrates the diversity of the radio properties of gamma-ray-loud AGNs that do not belong to the dominating class of blazars.}, subject = {Aktiver galaktischer Kern}, language = {en} } @phdthesis{Maier2008, author = {Maier, Andreas}, title = {Adaptively Refined Large-Eddy Simulations of Galaxy Clusters}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-32274}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {It is aim of this work to develop, implement, and apply a new numerical scheme for modeling turbulent, multiphase astrophysical flows such as galaxy cluster cores and star forming regions. The method combines the capabilities of adaptive mesh refinement (AMR) and large-eddy simulations (LES) to capture localized features and to represent unresolved turbulence, respectively; it will be referred to as Fluid mEchanics with Adaptively Refined Large-Eddy SimulationS or FEARLESS.}, subject = {Turbulenz}, language = {en} }