Study of ultra-high energy cosmic ray propagation

Abstract

Diplomová práce je věnována studiu šíření protonového kosmického záření o ultra- vysokých energiích pod hypotézou porušení Lorentzovy invariance. Pro tento účel byly použity numerické metody. Naše výpočty ukázaly, že efektivní horizont kos- mických protonů s ultra vysokou energií je značně rozšířen, když se předpokládá porušení Lorentzovy invariance. Dále jsme zkoumali vliv porušení Lorentzovy invariance na Spektrum kosmického záření. Naučili jsme se, že měřená spektra kosmického záření jsou vhodným nástrojem pro omezení koeficientů popisujících porušení Lorentzovy invarianci a odhadli jsme interval, kde leží horní mez piono- vyho koeficientu porušujícího Lorentzovu invarianci. Navíc byla nalezena korelace mezi volnými parametry analytického modelu spektra kosmického záření a koefi- cienty, který popisují porušení Lorentzovy invariance.

The master's thesis is dedicated to studying the propagation of ultra-high energy proton cosmic rays under a hypothesis of Lorentz invariance violation. For this purpose, numerical methods were used. Our calculations indicated that the ef- fective horizon of ultra-high energy cosmic protons is significantly extended when Lorentz invariance violation is assumed. Further, we investigated the effects of Lo- rentz invariance violation on the Cosmic ray spectrum. We learned that measured cosmic ray spectra are a suitable tool for constraining the coefficients describing Lorentz invariance violation and we estimated an interval where the upper bound on the pion Lorentz invariance violating coefficient lies. Moreover, a correlation between free parameters of the analytical model of cosmic ray spectrum and coefficients, that describes Lorentz invariance violation, was found.