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Muon detection with AMIGA at the Pierre Auger Observatory

Texto completo
Autor(es):
Bruno Daniel
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Tese de Doutorado
Imprenta: Campinas, SP.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
Data de defesa:
Membros da banca:
Ernesto Kemp; Carola Dobrigkeit Chinellato; Anderson Campos Fauth; Ettore Segreto; Edivaldo Moura Santos; Luiz Vitor de Souza Filho
Orientador: Ernesto Kemp
Resumo

O Observatório Pierre Auger foi construído para estudar os raios cósmicos de energia ultra-alta, de forma que se possa entender sua origem, mecanismos de aceleração, propagação e composição química. É utilizada uma técnica híbrida, cobrindo uma área de 3000 km² com um conjunto de 1600 estações de detecção de radiação Cherenkov na água e 24 telescópios de fluorescência. Resultados de grande relevância foram obtidos desde o início de sua operação em 2004, principalmente sobre as características do espectro de energia, composição e anisotropia dos raios cósmicos com energia acima de 3 EeV. O estudo destas partículas é fundamental para o entendimento da astrofísica e física hadrônica a energias que estão além do alcance dos aceleradores de partículas atuais. Uma extensão do observatório foi construída para permitir a detecção de eventos com energias mais baixas, até 10$^{17}$ eV, fornecendo informações detalhadas sobre a composição de massa na região de energia abaixo do tornozelo do espectro. Para isto foram incluídos mais três telescópios de fluorescência e uma região com 60 detectores Cherenkov com metade do espaçamento (750 m) que no restante do observatório, denominada AMIGA. Ao lado de cada estação do AMIGA serão enterrados 30 m² de cintiladores, que permitirão a contagem direta de múons em chuveiros atmosféricos. Esta tese está relacionada ao desenvolvimento do AMIGA, principalmente à detecção dos múons. Simulações de chuveiros atmosféricos foram realizadas, para auxiliar na compreensão das características das diferentes componentes (muônica, eletromagnética e hadrônica) na superfície e embaixo da terra, à profundidade dos contadores de múons. Usando dados obtidos nos primeiros meses de operação da célula unitária de sete estações do AMIGA, a técnica de contagem de múons foi estudada. Os detectores gêmeos instalados em duas estações foram usados para checar a consistência das medidas e calcular a acurácia da contagem de múons, resultando na descoberta de problemas de calibração em alguns módulos. Uma análise da blindagem embaixo da terra também foi realizada com dados de cintiladores a profundidades diferentes, fornecendo parâmetros que auxiliaram na escolha da posição ideal para os detectores, que deve maximizar o sinal de múons e reduzir a contaminação eletromagnética (AU)

Processo FAPESP: 12/15476-8 - Desenvolvimento de detectores para o experimento amiga do Observatório Pierre Auger
Beneficiário:Bruno Daniel
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado