Kurzfassung
Die vorliegende Arbeit beschreibt den Einsatz von Flash-ADC-Systemen zur
Aufzeichnung der Ankunftszeitverteilung des
atmosphärischen Cerenkov-Lichts ausgedehnter Luftschauer.
Die Messung der Breite der Ankunftszeitverteilung \gammat 150bei einem
Abstand von 150m vom
Schauerkern ermöglicht
die Bestimmung der Entfernung zum Schauermaximum.
Erste Erfahrungen über den Betrieb und das Leistungsvermögen des
Ausleseverfahrens wurden mit 7
Testzählern am HEGRA-Experiment gesammelt.
Anhand von Daten, die während zweier Neumondperioden
aufgezeichneten wurden, konnte erstmalig die Korrelation zwischen
der Breite der
Ankunftszeitverteilung \gammat 150und anderen Observablen zur Bestimmung der
Entfernung zum Schauermaximum gezeigt werden. Die beobachtete Korrelation
stimmt
sehr gut mit Simulationsrechnungen überein, die mit CORSIKA 4.01
für p, \alpha, O und Fe initiierte Luftschauer durchgeführt wurden. Die
Analyse der Häufigkeitsverteilung von \gammat 150
ergibt für die Zusammensetzung der
primären kosmischen Strahlung für Energien um 1PeV ein Verhältnis
von 66+/- 6 für die leichte (p und \alpha) und 34+/- 8
für die schwere
Komponente. Dabei wurde ein neuartiges Verfahren der simultanen
Energie- und Massenrekonstruktion
verwendet.
Für den eingeschränkten Energiebereich zwischen 1 und 2.5PeV wurde
eine zweite Kompositionsanalyse durchgeführt. Das Ergebnis von
64 +/- 11 für
die leichte Komponente ist nicht mit
einem Ausbleiben des protonischen Anteils verträglich. Evidenz anderer
Experimente für eine
deutliche Änderung
der chemischen Zusammensetzung bei diesen Energien können nicht bestätigt werden.
Measurement of the arrival time distribution of atmospheric Cerenkov-light with a Flash-ADC system for the determination of the energy and the composition of the primary cosmic rays in the energy region 1014-1016eV <p> This paper describes the operation of Flash-ADC systems for the recording of the arrival time distribution of atmospheric Cerenkov-light from extended air showers. The measurement of the width of the arrival time distribution \gammat 150at a distance of 150m from the shower core enables the determination of the distance to the shower maximum. First experience with the performance of the read-out system has been gained with 7 test counters at the HEGRA experiment. With the data sampled over 2 new moon periods the correlation of \gammat 150and other observables for the determination of the distance to the shower maximum could be shown for the first time. There is a good agreement between the measured correlation and simulation calculations, which have been done with CORSIKA 4.01 for p, \alpha, O and Fe initiated air showers. The analysis of the distribution of \gammat 150shows for the composition of the primary cosmic rays at energies around 1PeV a ratio of 66 +/- 6 for the light (p and \alpha) and 34 +/- 8 for the heavy component. In addition a novel procedure for a simultaneous reconstruction of energy and composition has been applied. For the restricted energy region between 1 and 2.5PeV a second composition analysis has been carried out. The result of 64 +/- 11 for the light component is not consistent with an absence of the protonic part. Evidence of other experiments for a clear change of the chemical composition at these energies can not be confirmed.