Estudo da fenomenologia das interações hadrônicas na reconstrução de chuveiros atmosféricos extensos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Wiklich Sobrinho, Rafaela
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121870
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marcelo Augusto Leigui de Oliveira
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Os modelos de interação hadrônica não são capazes de descrever colisões acima de vs = 13 TeV, que é o limite atual de aceleradores de partículas, enquanto que RCs alcançam energias acima de 10 EeV. O código CONEX utiliza diferentes modelos hadrônicos e pode realizar extrapolações em parâmetros dos CAEs, através do fator dependente de energia f(E, f19) que é capaz de modificar parâmetros físicos, como a elasticidade, multiplicidade, seção de choque próton-ar e razão de píons carregados, para valores além da limitação energética dos modelos. Nesta dissertação, iremos analisar o impacto dessas extrapolações nos observáveis dos CAEs, tais como a profundidade média do máximo hXmaxi, a profundidade média do máximo de produção de múons hXµmaxi, a fração de energia invisível, o número médio de elétrons (Ne) à uma profundidade de 1000 g/cm2 e o número médio de múons hNµi à uma profundidade de 1000 g/cm2. Demonstraremos que algumas alterações têm impacto significativo nos observáveis, como o caso do número médio de múons, que é pouco sensível à modificações na seção de choque inelástica, mas sensível à escolha do primário cósmico. Além disso, iremos apresentar uma estimativa da seção de choque próton-ar (sp-ar) para dados de RCs, através da aplicação do método k-factor, que consiste no estudo da distribuição de hXmaxi, que por uma função de conversão é capaz de estimar o valor de sp-ar. Em nossos resultados, consideramos dois intervalos de energia e duas seleções de dados (híbridos e Golden) do Observatório Pierre Auger. Obtivemos para os dados híbridos sp-ar = 544 ± 12 mb, à uma energia média de 1017,9 eV e sp-ar = 600 ± 12 mb, à uma energia média de 1018,25 eV. J'a para os dados Golden, obtivemos sp-ar = 393 ± 7 mb, à uma energia média de 1017,9 eV e sp-ar = 421 ± 5 mb, 'a uma energia m'edia de 1018,25 eV.The study of ultra-high energy cosmic rays is based on the detection of extensive air shower (EAS) secondary particles that propagate in the atmosphere. To explore the properties of EAS, one must compare experimental observations with computer simulations of cosmic rays (CRs). In this sense, we will simulate EAS with CONEX-2r6.40 code, considering the EPOS (LHC), QGSJETII04 and Sibyll2.3c models. Hadronic interaction models are not able to describe collisions above v s = 13 TeV, which is the current limit of particle accelerators, while CRs reach energies above 10 EeV. The CONEX code uses different hadronic models and can perform extrapolations on EAS parameters through the energy-dependent factor f(E, f19) which is capable of performing different extrapolations in the parameters such as elasticity, multiplicity, proton-air cross-section and ratio of charged pions to values beyond the energy limitation of the models. In this dissertation, we will investigate the impact of these extrapolations on EAS observables, such as the average depth of the maximum hXmaxi, the average depth of the maximum muon production hX µ maxi, the invisible energy fraction, the average number of electrons hNei at a depth of 1000 g/cm2 and the average number of muons hNµi to a depth of 1000 g/cm2 . We will demonstrate that some changes have a significant impact on observables, such as the average number of muons, which is little susceptible to changes in the inelastic cross-section, but susceptible to the choice of the cosmic primary. In addition, we will present an estimate of the proton-air cross-section (sp-ar) for CR data by applying the k-factor method, which consists of studying the distribution of hXmaxi, using a conversion function wich is able to estimate the value of sp-ar. In our results, we considered two energy ranges and two data selections (hybrid and golden) from the Pierre Auger Observatory. We obtained for hybrid data sp-ar = 544 ± 12 mb, at an average energy of 1017.9 eV and sp-ar = 600 ± 12 mb at an average energy of 1018.25 eV. For golden data, we got sp-ar = 393 ± 7 mb, at an average energy of 1017.9 eV and sp-ar = 421 ± 5 mb at an average energy of 1018.25 eV.Oliveira, Marcelo Augusto Leigui dePeixoto, Carlos José ToderoMoura Junior, Célio Adrega deWiklich Sobrinho, Rafaela2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf195 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121870http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121870&midiaext=78690http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=121870&midiaext=78691Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=121870porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-10-06T14:00:33Zoai:BDTD:121870Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2021-10-06T14:00:33Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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