Restringindo as fontes de partículas extremamente energéticas: uma abordagem bottom-up

• Processo: 25/19153-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Edivaldo Moura Santos
• Beneficiário: Cainã de Oliveira
• Supervisor: James Matthews
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Oxford, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 25/03325-5 - Fontes poderosas de partículas cósmicas II, BP.PD
• Assunto(s): Aceleração de partículas Astrofísica de altas energias Astronomia de raios gama Fontes extragalácticas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aceleração de partículas | Astrofísica de Altas Energias | Astronomia Gama | Fontes extragalácticas | Fontes Transientes | Raios cósmicos ultra energéticos | Raios cósmicos, astrofísica de partículas, aceleração de partículas

Resumo

Raios cósmicos de ultra-alta energia (UHECR) são as partículas mais energéticas detectadas na Terra. Sua origem está intimamente relacionada ao maquinário astrofísico no qual são acelerados. No entanto, as fontes astrofísicas de UHECR permanecem obscuras. A Condição de Hillas e o limite de Hillas-Lovelace são as restrições mais gerais aplicadas na busca por potenciais aceleradores. Outras restrições, baseadas em dados de UHECR coletados na Terra, descartaram alguns objetos como fontes potenciais. Este projeto visa desenvolver restrições para a aceleração de UHECR em objetos astrofísicos de um ponto de vista teórico. Em uma abordagem inovadora, preveremos as fontes que devem dominar o fluxo de UHECR em circunstâncias idealizadas. Depois disso, a eficiência de aceleração e a luminosidade serão consideradas. Comparando as previsões teóricas com as restrições publicadas, será possível obter informações relevantes sobre o mecanismo físico que atua sobre essas fontes. Este trabalho será desenvolvido no grupo de astrofísica da Universidade de Oxford, um centro de excelência científica reconhecido internacionalmente. O supervisor em Oxford, Dr. James Matthews, é um pesquisador consolidado e reconhecido, trabalhando ativamente na origem dos raios cósmicos de ultra-alta energia. O beneficiário também está preparado para este projeto de estágio, sendo autor de diversos artigos publicados em periódicos internacionais reconhecidos. Propomos um projeto ambicioso, estudando a aceleração em diversos objetos astrofísicos. O sucesso deste projeto será possível pela combinação da expertise do Dr. Matthews (estudo teórico da origem dos UHECRs), do grupo de astrofísica em Oxford (funcionamento de diversos objetos astrofísicos) e do beneficiário (propagação dos UHECRs e sua origem fenomenológica). Ao retornar ao Brasil, o conhecimento adquirido pelo beneficiário beneficiará o grupo no Brasil e o projeto temático como um todo.