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

• Processo: 15/15735-1
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de maio de 2016
• Vigência (Término): 30 de abril de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Astrofísica Extragaláctica
• Pesquisador responsável: Ivone Freire da Mota e Albuquerque
• Beneficiário: Washington Rodrigues de Carvalho Junior
• Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/18876-3 - Otimização do array de rádio OVRO-LWA para a detecção de raios cósmicos, BE.EP.PD
• Assunto(s): Raios cósmicos Chuveiro atmosférico Observatório Pierre Auger

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)

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ZILLES, ANNE; MARTINEAU-HUYNH, OLIVIER; KOTERA, KUMIKO; TUEROS, MATIAS; DE VRIES, KRIJN; CARVALHO, JR., WASHINGTON; NIESS, VALENTIN; RENAULT-TINACCI, NICOLAS; DECOENE, VALENTIN. Radio Morphing: towards a fast computation of the radio signal from air showers. Astroparticle Physics, v. 114, p. 10-21, JAN 2020. Citações Web of Science: 0.

CARVALHO, JR., WASHINGTON R.; ALVAREZ-MUNIZ, JAIME. Determination of cosmic-ray primary mass on an event-by-event basis using radio detection. Astroparticle Physics, v. 109, p. 41-49, MAY 2019. Citações Web of Science: 0.

ROMERO-WOLF, A.; WISSEL, S. A.; SCHOORLEMMER, H.; CARVALHO JR, W. R.; ALVAREZ-MUNIZ, J.; ZAS, E.; ALLISON, P.; BANERJEE, O.; BATTEN, L.; BEATTY, J. J.; BECHTOL, K.; BELOV, K.; BESSON, D. Z.; BINNS, W. R.; BUGAEV, V; CAO, P.; CHEN, C. C.; CHEN, C. H.; CHEN, P.; CLEM, J. M.; CONNOLLY, A.; CREMONESI, L.; DAILEY, B.; DEACONU, C.; DOWKONTT, P. F.; FOX, B. D.; GORDON, J. W. H.; GORHAM, P. W.; HAST, C.; HILL, B.; HSU, S. Y.; HUANG, J. J.; HUGHES, K.; HUPE, R.; ISRAEL, M. H.; LIEWER, K. M.; LIU, T. C.; LUDWIG, A. B.; MACCHIARULO, L.; MATSUNO, S.; MIKI, C.; MULREY, K.; NAM, J.; NAUDET, C. C.; NICHOL, R. J.; NOVIKOV, A.; OBERLA, E.; PROHIRA, S.; RAUCH, B. F.; ROBERTS, J. M.; ROTTER, B.; RUSSELL, J. W.; SALTZBERG, D.; SECKEL, D.; SHIAO, J.; STAFFORD, S.; STOCKHAM, J.; STOCKHAM, M.; STRUTT, B.; SUTHERLAND, M. S.; VARNER, G. S.; VIEREGG, A. G.; WANG, S. H. Comprehensive analysis of anomalous ANITA events disfavors a diffuse tau-neutrino flux origin. Physical Review D, v. 99, n. 6 MAR 18 2019. Citações Web of Science: 10.

ALVAREZ-MUNIZ, JAIME; CARVALHO, JR., WASHINGTON R.; PAYET, KEVIN; ROMERO-WOLF, ANDRES; SCHOORLEMMER, HARM; ZAS, ENRIQUE. Comprehensive approach to tau-lepton production by high-energy tau neutrinos propagating through the Earth. Physical Review D, v. 97, n. 2 JAN 26 2018. Citações Web of Science: 18.