Kosmische straling met ultrahoge energie bestaat uit de meest energetische deeltjes die in de natuur bekend zijn, maar wetenschappers weten nog steeds niet precies waar ze vandaan komen of waaruit ze bestaan. Wanneer deze deeltjes de atmosfeer van de aarde binnendringen, produceren ze enorme cascades van secundaire deeltjes, vergezeld van korte radiosignalen die door antennes op de grond kunnen worden gedetecteerd.
Dit proefschrift onderzoekt hoe deze radiosignalen kunnen worden gecombineerd om kosmische straling nauwkeuriger te bestuderen. Ik heb methoden ontwikkeld en getest om antennes met een extreem hoge tijdsnauwkeurigheid te synchroniseren en heb radio-interferometrie toegepast, een techniek waarbij signalen van meerdere antennes worden gecombineerd om een duidelijkere reconstructie te verkrijgen.
De resultaten tonen aan dat radio-interferometrie de reconstructie van sterk hellende deeltjesregens kan verbeteren in het gemoderniseerde Pierre Auger-observatorium in Argentinië. Door gedetailleerdere informatie te verschaffen over hoe deze deeltjesregens zich in de atmosfeer ontwikkelen, zal dit onderzoek wetenschappers helpen de samenstelling van ultrahoogenergetische kosmische straling te bepalen en uiteindelijk de aard en oorsprong van de meest energetische deeltjes in het heelal beter te begrijpen.
Anthony Bwembya werd geboren in Lusaka, Zambia, waar een vroege fascinatie voor energetische deeltjes en wetenschappelijke instrumenten de koers voor zijn carrière bepaalde. Hij studeerde natuurkunde aan de Universiteit van Zambia en behaalde vervolgens een masterdiploma in kernfysica en -technologie aan de Nationale Onderzoeksuniversiteit voor Kernenergie MEPhI in Moskou. In 2021 begon hij aan zijn promotieonderzoek aan de Radboud Universiteit als onderdeel van de internationale Pierre Auger Collaboration, waarbij hij zich richtte op het schatten van de massasamenstelling van kosmische straling op basis van hun radiosignalen. Zijn werk omvatte precisietiming, kalibratie en monitoring van detectoren, verwerking van radiosignalen en veldmetingen bij het Pierre Auger-observatorium in Argentinië. Daarbij ontwikkelde hij methoden waarmee radioantennes deeltjesregens van kosmische straling kunnen reconstrueren, waaronder de eerste succesvolle interferometrische reconstructie van een sterk hellende luchtdouche met behulp van de gemoderniseerde radiodetector van het observatorium.