Estudo de composição química dos raios cósmicos de ultra-altas energias com o detector de superfície do Observatório Pierre Auger

• Processo: 13/18489-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2013
• Vigência (Término): 30 de abril de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Carola Dobrigkeit Chinellato
• Beneficiário: Mary Lucia Diaz Castro
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 10/07359-6 - Estudo dos raios cósmicos de mais altas energias com o Observatório Pierre Auger, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/10747-4 - Estudo de composição química de raios cósmicos ultra-energéticos utilizando parâmetros medidos pelo detector de superfície do Observatório Pierre Auger, BE.EP.PD
• Assunto(s): Raios cósmicos Composição química Chuveiro atmosférico Observatório Pierre Auger
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Chuveiros Atmosféricos Extensos | composição química | Observatório Pierre Auger | raios cósmicos ultra-energéticos | Raios Cósmicos

Resumo

O Observatório Pierre Auger é um detector de raios cósmicos ultra-energéticos (E e 10^18 eV) com características híbridas, que combinam detectores de superfície e de fluorescência. A determinação da composição química primária destes raios cósmicos é um dos seus principais objetivos. Há indícios de que os primários dos raios cósmicos com E > 10^18.5 eV, evoluem com massas desde mais leves para mais pesados com o aumento da energia, conclusão baseada nos resultados recentes sobre a evolução dos chuveiros atmosféricos extensos (cascatas de partículas formadas quando da colisão do raio cósmico primário no topo da atmosfera com suas moléculas). Encontrar parâmetros, que caracterizam o chuveiro, e que forneçam informações associadas a este resultado, são essenciais para validar esta conclusão. Neste projeto, pretende-se utilizar os dados obtidos pelo detectores de superfície do Observatório Auger, pois há uma estatística de chuveiros detectados significativamente maior em comparação ao detector de fluorescência, na procura de indícios dessa mudança de composição. Assim, inicialmente se analisará as flutuações intrínsecas chuveiro-a-chuveiro de alguns parâmetros da reconstrução que possam caracterizar o chuveiro e que proporcionem informações dessa composição. Adicionalmente, pretende-se realizar uma análise dos possíveis erros sistemáticos no processo de reconstrução de eventos de raios cósmicos (determinação das características do raio cósmico primário). De forma complementar, propõe-se realizar uma cadeia completa de simulações que incluirá não somente a geração dos chuveiros atmosféricos extensos, como também a resposta do detector de superfície à passagem das partículas secundárias produzidas pela interação desses chuveiros com moléculas da atmosfera. Tudo isso para complementar e validar os resultados obtidos dos dados experimentais. (AU)