Empfangssystem zur Radioobservation hochenergetischer kosmischer Schauer und sein Verhalten bei Selbsttriggerung

Die Observation der hochenergetischen Komponente der kosmischen Teilchenstrahlung erfolgt durch indirekte Messungen. Dabei dringt das primäre kosmische Teilchen in die Erdatmosphäre ein und erzeugt durch Wechselwirkungen mit den Luftmolekülen einen kosmischen Luftschauer. Die am Erdboden ankommenden Sekundärteilchen werden mit Teilchendetektorarrays nachgewiesen. Das Fluoreszenzlicht der entlang der Schauerachse angeregten Stickstoffmoleküle wird im nahen Ultraviolettbereich mit Spiegelteleskopen beobachtet. Neben diesen etablierten Nachweismethoden wird derzeit die Radioobservation der Geosynchrotronemission des kosmischen Luftschauers als weitere, zusätzliche Beobachtungsmethode untersucht. Geosynchrotronemission entsteht durch Beschleunigung der vom kosmischen Luftschauer erzeugten relativistischen Elektron-Positron-Paare durch Lorentzkräfte im Magnetfeld der Erde. Am Erdboden führt dies zu einem Einzelimpuls der elektrischen Feldstärke mit einem kontinuierlichen Frequenzspektrum, das von wenigen MHz bis über 100 MHz reicht. In der vorliegenden Arbeit wird, ausgehend von den Signaleigenschaften der Geosynchrotronemission und einer Analyse der überlagerten Stör- und Rauschkomponenten, ein geeignetes Empfängerkonzept erarbeitet. Da dieses in der geforderten Form kommerziell nicht verfügbar war, wurde das Empfangssystem, bestehend aus Antenne, Empfängerelektronik und Datenerfassung, im Rahmen dieser Arbeit entwickelt und realisiert. Dabei sind bereits auch Aspekte großflächiger Radiodetektorarrays, wie ein geringer Leistungsbedarf für eine photovoltaische Versorgung und Wirtschaftlichkeit, berücksichtigt worden. Ergebnis ist ein kalibrierter, mehrkanaliger, digitaler Breitband-Messempfänger für den lückenlosen Empfang zwischen 40 MHz und 80 MHz. Seine inhärente Störunterdrückung resultiert im Wesentlichen aus der Antennenrichtcharakteristik und der Frequenzselektion und erlaubt die effektive Radioobservation kosmischer Schauer auch in besiedelter Umgebung. Mehrere der hier konzipierten Empfängerstationen wurden auf dem Gelände des Luftschauerexperimentes KASCADE-Grande im Forschungszentrum Karlsruhe errichtet. Sie empfangen Radiosignale, die eindeutig mit kosmischen Schauern koinzidieren. Die im Rahmen der Arbeit entwickelte Kalibrierung über den gesamten Signalpfad und das Polarisationsverhalten gestatten es, die Radioemissionen kosmischer Schauer und die zugrunde liegenden Emissionsmodelle systematisch zu untersuchen. Für einen autarken Betrieb der Empfängerstationen ist eine Selbsttriggerung gefordert, welche den kosmischen Schauer allein anhand des Radiosignals erkennt. Dabei ist aufgrund additiver Rausch- und Störgrößen mit sinkender Detektorschwelle eine steigende Anzahl von Falschtriggern abzusehen. Die hier konzipierte Selbsttriggerung ermöglicht bei technisch handhabbaren Falschtriggerraten eine geeignet niedrige Schwelle. Das Verhalten und die Grenzen dieses Selbsttriggerkonzeptes werden sowohl theoretisch als auch messtechnisch durch seine Umsetzung in Hardware und Einsatz unter realen Umgebungsbedingungen nachvollzogen. Auf dem radiolauten Gelände des Forschungszentrums Karlsruhe liegen die Feldstärkeschwellen nur einen Faktor 3 oberhalb des theoretischen Minimums, das in unbesiedelten Gebieten durch das stets präsente galaktische Rauschen gegeben ist. Die resultierende Nachweisgrenze für kosmische Strahlung wird in unbesiedelten Gebieten oberhalb einer Energie des Primärteilchens von ca. 5•1017 eV und in der Umgebung des Forschungszentrums Karlsruhe oberhalb von ca. 1018 eV erwartet

Measurement of the cosmic ray spectrum above 4×10184{\times}10^{18} eV using inclined events detected with the Pierre Auger Observatory

A measurement of the cosmic-ray spectrum for energies exceeding $4{\times}10^{18}$ eV is presented, which is based on the analysis of showers with zenith angles greater than $60^{\circ}$ detected with the Pierre Auger Observatory between 1 January 2004 and 31 December 2013. The measured spectrum confirms a flux suppression at the highest energies. Above $5.3{\times}10^{18}$ eV, the "ankle", the flux can be described by a power law $E^{-\gamma}$ with index $\gamma=2.70 \pm 0.02 \,\text{(stat)} \pm 0.1\,\text{(sys)}$ followed by a smooth suppression region. For the energy ($E_\text{s}$) at which the spectral flux has fallen to one-half of its extrapolated value in the absence of suppression, we find $E_\text{s}=(5.12\pm0.25\,\text{(stat)}^{+1.0}_{-1.2}\,\text{(sys)}){\times}10^{19}$ eV.Comment: Replaced with published version. Added journal reference and DO

Global variability in leaf respiration in relation to climate, plant functional types and leaf traits

• Leaf dark respiration (Rdark) is an important yet poorly quantified component of the global carbon cycle. Given this, we analyzed a new global database of Rdark and associated leaf traits. • Data for 899 species were compiled from 100 sites (from the Arctic to the tropics). Several woody and nonwoody plant functional types (PFTs) were represented. Mixed-effects models were used to disentangle sources of variation in Rdark. • Area-based Rdark at the prevailing average daily growth temperature (T) of each site increased only twofold from the Arctic to the tropics, despite a 20°C increase in growing T (8–28°C). By contrast, Rdark at a standard T (25°C, Rdark25) was threefold higher in the Arctic than in the tropics, and twofold higher at arid than at mesic sites. Species and PFTs at cold sites exhibited higher Rdark25 at a given photosynthetic capacity (Vcmax25) or leaf nitrogen concentration ([N]) than species at warmer sites. Rdark25 values at any given Vcmax25 or [N] were higher in herbs than in woody plants. • The results highlight variation in Rdark among species and across global gradients in T and aridity. In addition to their ecological significance, the results provide a framework for improving representation of Rdark in terrestrial biosphere models (TBMs) and associated land-surface components of Earth system models (ESMs)

Resources on Labor Rights in China

This document is part of a digital collection provided by the Martin P. Catherwood Library, ILR School, Cornell University, pertaining to the effects of globalization on the workplace worldwide. Special emphasis is placed on labor rights, working conditions, labor market changes, and union organizing.ILRF_ResourcesLaborRightsChina_2008.pdf: 60 downloads, before Oct. 1, 2020

Structured Apprenticeship Learning

Abstract. We propose a graph-based algorithm for apprenticeship learning when the reward features are noisy. Previous apprenticeship learning techniques learn a reward function by using only local state features. This can be a limitation in practice, as often some features are misspecified or subject to measurement noise. Our graphical framework, inspired from the work on Markov Random Fields, allows to alleviate this problem by propagating information between states, and rewarding policies that choose similar actions in adjacent states. We demonstrate the advantage of the proposed approach on grid-world navigation problems, and on the problem of teaching a robot to grasp novel objects in simulation.

Bootstrapping apprenticeship learning

Abstract. We propose a graph-based algorithm for apprenticeship learning when the reward features are noisy. Previous apprenticeship learning techniques learn a reward function by using only local state features. This can be a limitation in practice, as often some features are misspecified or subject to measurement noise. Our graphical framework, inspired from the work on Markov Random Fields, allows to alleviate this problem by propagating information between states, and rewarding policies that choose similar actions in adjacent states. We demonstrate the advantage of the proposed approach on grid-world navigation problems, and on the problem of teaching a robot to grasp novel objects in simulation.