Het observeren van de gewelddadige lucht met de meest energierijke multi-messengers

Wat is de oorsprong van ultrahoge energie kosmische straling? Deze geladen atoomkernen bombarderen ons vanuit de ruimte met kolossale energieën en hun oorsprong is al een halve eeuw een mysterie. De moeilijkheden bij het ontrafelen van bronnen van kosmische straling houden nauw verband met cruciale astrofysische kwesties, zoals de gedetailleerde fysica van de evolutie en emissie van de krachtigste objecten in het heelal, en met voor de hand liggende experimentele kwesties zoals het verzamelen van een groot aantal lage flux kosmische deeltjes. We stellen voor om deze vragen aan te pakken door de expertise van de VUB- en IAP-teams te bundelen op het gebied van hoogenergetische multi-messenger-astronomie en radiodetectie van hoogenergetische astrodeeltjes. Vanuit een theoretisch perspectief zullen we specifieke bronnen modelleren om hun multi-messenger-emissies met de hoogste energie te schatten en voorspellingen af te leiden voor de geprojecteerde Giant Radio Array for Neutrino Detection (GRAND) en voor momenteel werkende neutrinodetectoren zoals IceCube, waarin VUB en IAP zijn sterk betrokken. Vanuit een complementair experimenteel perspectief zullen we modellen ontwikkelen van radio-emissiesignalen van door kosmische straling of kosmische neutrino's geïnduceerde luchtbuien, om methodes voor parameterreconstructie te bouwen voor de analyse van radiogegevens. De methoden zullen direct worden toegepast op de data van een prototype radiodetector GRANDProto300 die vanaf medio 2022 beschikbaar zal zijn