Simulação da razão de carga de múons atmosféricos na escala TeV / Simulation of the charge ratio of the muons atmospheric energy scale TeV

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

30/09/2011

RESUMO

Várias análises podem ser feitas a partir de múons atmosféricos produzidos na reação em cadeia provocada por uma partícula de raio cósmico, como o estudo do fluxo de múons para diferentes parametrizações da atmosfera, da sombra da lua e do sol, da razão da carga entre múons atmosféricos. Neste trabalho estamos interessados na razão da carga entre múons atmosféricos (rμ = Nμ+/Nμ−). Essa razão foi determinada por diversos experimentos, para diferentes intervalos de energias. Especificamente, o experimento MINOS determinou a razão (rμ) na escala GeV com o Near Detector e na escala TeV com o Far Detector. Esse experimento observou um aumento da razão de 1,27 para 1,37 com o aumento da energia de ∼100 GeV para ∼ 1 TeV. O aumento dessa razão pode ser entendido a partir das propriedades dos píons () e káons (K). Para energias maiores, cerca de 10 TeV, o decaimento de hádrons charmosos torna-se importante como fonte de léptons atmosféricos. Investigando a parametrização dada pela equação de Gaisser para estudar separadamente a intensidade dos múons positivos e negativos, é possível chegar na equação do modelo píon-káon (K). Utilizando este modelo, foi feito um ajuste com os dados do MINOS Near e Far Detector, encontrando os parâmetros f e fK. Esses parâmetros são as frações que contribuem para a produção de múons positivos vindos de e K, respectivamente. Os valores experimentais encontrados foram: f = 0,55 e fK = 0,70. Neste trabalho simulamos chuveiros atmosféricos com o código CORSIKA. Diferentes modelos de interações hadrônicas de altas energias foram utilizados. O objetivo foi verificar se os modelos conseguiriam reproduzir o aumento da razão da carga de múons entre GeV e TeV. Esse aumento está associado à física envolvida no decaimento dos píons e káons. Encontramos os seguintes parâmetros: f = 0,550 0,006 e fK = 0,610,03 para o modelo QGSJET 01C, f = 0,6110,004 e fK = 0,670,02 para o modelo SIBYLL, f = 0,571 0,005 e fK = 0,70 0,03 para o modelo VENUS, f = 0,5470,006 e fK = 0,610,04 para o modelo QGSJETII e para o modelo DPMJET, f = 0,5740,004 e fK = 0,630,02. O aumento da razão para os dados do experimento MINOS foi de 7,8%; para a nossa simulação o aumento foi de 3,2%; 8,3%; 5,7%; 2,4% e 2,9%; respectivamente. Com esses resultados, foi possível observar que os modelos de simulação também evidenciam um aumento significativo da razão, quando passamos da escala GeV para escala TeV. Esse aumento é caracterizado pelas propriedades dos píons e káons, constatando que essa física é considerada pelos códigos dos modelos.

ASSUNTO(S)

raios cósmicos múons fisica cosmic rays muons

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