The ultra high energy extensive air shower longitudinal profile on the calorimetric energy calculus and primaries chemical composition studies / O perfil longitudinal de chuveiros atmosfericos extensos de altissimas energias no calculo da energia calorimetrica e no estudo da composição quimica dos primarios

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Essa tese tinha como objetivo estudar o perfil longitudinal de chuveiros atmosféricos extensos de forma completa. Nós simulamos chuveiros atmosféricos utilizando o programa CORSIKA para diferentes primários e energias acima de 10 17 e V e procuramos relações entre vários parâmetros extraídos do perfil longitudinal, como Xmax, X0, Xmax - X0, FWHM entre outros. Utilizamos os modelos de interação hadrônica QGSJET01 e SIBYLL2.1 nesses estudos. Um resultado obtido foi a contribuição de diferentes componentes de um chuveiro atmosférico no depósito de energia na atmosfera, para diferentes ângulos, primários e modelos de interação hadrônica. Calculamos, pela primeira vez, explicitamente as quantidades de energia calorimétrica e energia perdida que são necessárias para a recosntrução da energia do primário. Pudemos, então, parametrizar a fração de energia perdida em termos da energia calorimétrica e da energia do primário. Essa parametrização varia menos de 1 % com o ângulo zenital e com o nível de observação. Já a dependência com o primário é menor que 5 % e com o modelo de interação hadrônica é menor que 2 %.Calculamos como menor que 3 % o erro sistemático de corrigir a energia perdida usando uma parametrização mista de 50 % de chuveiros de ferro e 50 % chuveiros de próton. Aplicamos métodos estatísticos no estudo da composição de raios cósmicos. Como resultado, propomos a utilização de vários parâmetros do perfil longitudinal como Xmax, Nmax, Sigma, Assimetria, Skewness and Kurtose. Através do método de análise de componentes principais (PCA) nós estudamos a relevência de cada um desses parâmetros na caracterização do perfil longitudinal. Aplicamos, então, a análise de discriminantes lineares (LDA) para encontrar uma combinação linear dos parâmetros usados que melhor classifique um chuveiro como sendo originado por próton, ferro e fótons. Mostramos que LDA permite uma melhor separação entre chuveiros de hádrons e fótons e entre chuveiros de prótons e ferro que métodos baseados apenas na medida de Xmax

ASSUNTO(S)

ultra high energy cosmic rays missing energy chemical composition raios cosmicos de altissima energia composição quimica longitudinal profile perfil longitudinal calorimetric energy energia perdida energia calorimetrica

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