Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Consalter, Daniel Martelozo, 1985-
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609837
Resumo: Orientador: Anderson Campos Fauth
id UNICAMP-30_4a3687fb9334e80a6c69b8c41c50ba54
oai_identifier_str oai::448834
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre AugerStudy of cosmic rays with E> 1018eV from Pierre Auger observatory surface detectorObservatório Pierre AugerRaios cósmicosDetectores CherenkovPierre Auger observatoryCosmic raysCherenkov countersOrientador: Anderson Campos FauthDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Os raios cósmicos de mais altas energias são hoje foco da atenção de muitos físicos ao redor do mundo.Estas partículas chegam a atingir energias acima 10 18 V,o equivalente a uma bola de baseball a 300 km/h,mas mecanismos de aceleração, propagação assim como a região onde são produzidos ainda são desconhecidos pela comunidade científica. Isso ocorre devido a dificuldade na detecção destas partículas, pois seu fluxo é baixíssimo: uma região com 1 km 2 de área é atingida por uma partícula por sr por ano. Este baixo fluxo obriga a construção de gigantescos experimentos como é o caso do Observatório Pierre Auger (OPA). Construído nos pampas argentinos, o OPA conta com 4 conjuntos de telescópios detectores de fluorecência atmosférica 1600 tanques detectores de radiação Cherenkov na água. A união das duas técnicas torna o Observatório Pierre Auger um detector híbrido. Este trabalho pode ser dividido em duas partes principais,sendo que a primeira consistiu no estudo do tanque Cherenkov instalado no Laboratório de Léptons da Universidade Estadual de Campinas, idêntico aos instalados no site do hemisfério Sul do Observatório Pierre Auger. Primeiramente finalizamos a instalação do detector, na qual instalamos novos componentes eletrônicos, escrevemos o software de aquisição de dados resolvemos o problema de umidade interna do ar que danificava os componentes eletrônicos instalados no tanque. Após a instalação completa, realizamos a caracterização do detector para múons atmosféricos individuais, selecionados a partir de um telescópio de múons formado por dois detectores cintiladores. Foi medido o tempo morto do sistema de aquisição de dados,determinadas as tensões de trabalho de cada uma das três fotomultiplicadora (PMT)e medida a carga do sinal produzido pelo múon passando verticalmente no centro do tanque,o VEM,obtendo 100 pC para o valor do pico do espectro de carga. Ao medirmos a resposta do sinal em função da distância entre a PMT a posição de passagem do múon vertical no tanque, pudemos observar uma dependência da carga média do tempo de atraso do sinal em função desta distância, na qual a soma da carga nas 3 PMTs manteve-se constante. Além disso, observamos que, nas medidas as quais o múon passa pela fotomultiplicadora, existe um pico duplo no espectro de tempo, sendo o primeiro pico produzido pelo sinal proveniente da interação do múon com o fotocátodo da PMT o segundo pelo sinal produzido pela passagem do múon na água. Finalizamos com a medida da resposta do sinal para múons selecionados inclinados na qual pode-se observar da linearidade da proporção entre a carga média do sinal e a quantidade de luz produzida pela passagem da partícula. A segunda parte do trabalho consistiu em analisar os dados detectados pelos detectores de superfície do Observatório Pierre Auger, no qual primeiramente, instalamos os softwares necessários para a realização da análise de dados através do ADST-OFFLINE. Foram analisados os raios cósmicos detectados desde 01 de janeiro de 2004 até 31 de dezembro de 2008 com energia acima de 3x1018 e V ângulos zenitais de direção de chegada entre 0 o e 60o. A partir destes dados construímos espectros diferenciais de fluxo de raios cósmicos para cada ano integrados a cada ano. A partir da análise destes gráficos pudemos confirmar que a partir de 2007 os número de eventos é suficiente para confirmar a supressão do fluxo de partículas com energia acima de 4x1019 e V devido ao efeito GZK. Confirmamos também que o espectro de raios cósmicos de altas energias é bem representado pela função F µ E -g ,cujo valor obtido para g do espectro construído a partir dos dados ntr 01 de janeiro de 2004 até 31 de dezembro de 2008 foi 2,69 ± 0,04 para o intervalo de energia entre 4x10 18 e V e 4x1018 e V e 3,5 ± 0,5 para energias acima de 4x1019 e V.Abstract: The high energy cosmic rays actually are the center of attention of many physics around the world.These particle have energy above, equivalent a baseball with 300km/h, but the mechanism of acceleration, propagation even like the region that they are originated still unknown for the scientific community, fact that occurs due the difficult of detection from thes particles, because their flux is very low: a surface of 1 km 2 area is reached for one high energy particle per sr per year. This low flux obligates the build of giants experiments like Pierre Auger Observatory (PAO).Built in Malargue, Argentina,the PAO has 4 atmospheric fluorescence detectors and 1600 water Cherenkov tanks .The union of these two techniques made PAO a hybrid detector. This work can be divided in two principal parts, being the first a study of the water Cherenkov tank install d at Campinas that is identical of the tanks from South site of the Pi rre Auger Observatory. Firstly, we made a complete installation of the detector, in which was installed new electronic components, the data acquisition software was written and the internal humidity problem, that damages the electronic components, was solved. After the installation, we made a detector characterization using atmospheric muons selected by a muon telescope (2 scintillator detectors). We measured the dead time , working high voltage of each photomultiplier (PMT) and the medium charge produced by the vertical muon crossing the tank center (VEM), which value found was 100 pC. Measuring the signal dependence with the distance between the PMT and the position of the vertical muon, we could observe a decrease of the charge and increases of the time delay when this distance increase. But the sum of the charges in the 3 PMT kept constant. In addiction, we observed that, in the measure that the muons cross the photomultiplier there is a double peak in the time spectrum, being the first peak due the muon interaction with the photocathode and the second one by the Cherenkov light produced by the muon crossing the water. We completed the charact rization with the measurement of signal provided by inclined muon selected by the same telescope. These measurements show us the proportionality between the charge of the signal and the quantity of produced light by the particle. The second part of the work was the data analysis of the Pierre Auger surface detectors, in which firstly, we installed the software necessary to data analysis by ADST-OFFLINE. It was analyzed cosmic rays detected since 01 January 2004 until 31 December 2008 with energies above 3x1018 e V and zenith angle between 0o e 60o. From these data, we built differential cosmic rays spectra for each year and integrated yearly. This analysis shows that from 2007 the number of events is enough to confirm the flux suppression above 4x1019 e V due GZK effect. We also confirm that the high energy cosmic rays spectrum is well represented by the function F ¥ E,-g ,which g value measured for the spectrum with data acquired between 01 January 2004 and 31 December 2008 was 2,69 ± 0,04 in the energy range from 4x1018 e V until 4x1019 e V and 3,5 ± 0,5 for energy above 4x1019 e V.MestradoFísica das Particulas Elementares e CamposMestre em Física[s.n.]Fauth, Anderson Campos, 1957-Navia Ojeda, Carlos EnriqueChinellato, José AugustoUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASConsalter, Daniel Martelozo, 1985-2009info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf84 f : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609837CONSALTER, Daniel Martelozo. Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger. 2009. 84 f Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609837. Acesso em: 15 mai. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/448834porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-06-17T07:58:23Zoai::448834Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-06-17T07:58:23Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
Study of cosmic rays with E> 1018eV from Pierre Auger observatory surface detector
title Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
spellingShingle Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
Consalter, Daniel Martelozo, 1985-
Observatório Pierre Auger
Raios cósmicos
Detectores Cherenkov
Pierre Auger observatory
Cosmic rays
Cherenkov counters
title_short Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
title_full Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
title_fullStr Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
title_full_unstemmed Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
title_sort Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger
author Consalter, Daniel Martelozo, 1985-
author_facet Consalter, Daniel Martelozo, 1985-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Fauth, Anderson Campos, 1957-
Navia Ojeda, Carlos Enrique
Chinellato, José Augusto
Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin
Programa de Pós-Graduação em Física
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Consalter, Daniel Martelozo, 1985-
dc.subject.por.fl_str_mv Observatório Pierre Auger
Raios cósmicos
Detectores Cherenkov
Pierre Auger observatory
Cosmic rays
Cherenkov counters
topic Observatório Pierre Auger
Raios cósmicos
Detectores Cherenkov
Pierre Auger observatory
Cosmic rays
Cherenkov counters
description Orientador: Anderson Campos Fauth
publishDate 2009
dc.date.none.fl_str_mv 2009
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609837
CONSALTER, Daniel Martelozo. Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger. 2009. 84 f Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609837. Acesso em: 15 mai. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609837
identifier_str_mv CONSALTER, Daniel Martelozo. Estudo de raios cósmicos com E> 1018eV do detector de superfície do Observatório Pierre Auger. 2009. 84 f Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609837. Acesso em: 15 mai. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/448834
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
84 f : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1799138456167776256

Registros relacionados