Investigação da composição dos raios cósmicos de ultra alta energia utilizando a técnica de detecção por rádio

Resumo

Este projeto se enquadra no campo de Astrofísica de Partículas, mais especificamente na área de raios cósmicos de ultra alta energia. Discrepâncias entre os resultados dos principais experimentos em relação à composição dos raios cósmicos de ultra alta energia ilustram o fato de que esta composição ainda não está clara. Deste modo propomos este projeto de pesquisa, cujo foco é incluir a técnica de detecção de raios cósmicos por rádio em estudos de composição. Investigaremos a técnica de rádio não só como um método alternativo e independente na determinação da composição dos raios cósmicos de ultra alta energia, mas também como esta técnica pode ser usada em conjunção com as técnicas tradicionais de detecção. Investigaremos vários observáveis sensíveis à composição da partícula primária que podem ser obtidos pela técnica de rádio, como o Xmax , o índice espectral e a razão entre as componentes eletromagnética e muônica do chuveiro atmosférico. Propomos também o desenvolvimento de um método multivariado de discriminação de composição, capaz de utilizar simultaneamente estes novos observáveis de rádio em conjunção com os observáveis tradicionais provenientes de outras técnicas de detecção. Esse projeto se desenvolverá em dois contextos: um geral, aplicando estes novos métodos a um detetor genérico; e outro no contexto da colaboração Pierre Auger, utilizando dados do observatório não somente para avaliar os métodos aqui propostos, mas também para aplicar estes novos métodos aos milhares de eventos de rádio obtidos pelo array AERA (Auger Engineering Radio Array) do observatório Pierre Auger, aumentando não somente a capacidade de discriminação, mas também a estatística disponível para estudos de composição. (AU)