Orientador: Carola Dobrigkeit Chinellato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-26T03:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SouzaFilho_LuizVitorde_M.pdf: 1518149 bytes, checksum: 66f8abecc0d6ee8a9a04da771982f58d (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho, discutirei a utilização do tempo de chegada dos fótons Cerenkov como técnica de distinção da partícula primária em chuveiros atmosféricos extensos. Os telescópios de luz Cerenkov mostraram ser os mais eficientes instrumentos de medida em astronomia gama e suas medidas têm colaborado para a compreensão dos processos de geração de raios cósmicos em núcleos ativos de galáxias e supernovas. Na observação das fontes emissoras de raios gama, a reconstrução da energia e ângulo de incidência da partícula primária é duramente prejudicada pela detecção de chuveiros iniciados por prótons, ferros e outros núcleos. A mais utilizada técnica de distinção de primários é a Técnica de Imagem (Imaging Atmospheric Cerenkov Technique), que se baseia na forma do sinal na câmara de fotomultiplicadoras. O método aqui apresentado faz uso do tempo de chegada para caracterizar os chuveiros hadrônicos através da sua componente muônica. A teoria que descreve o desenvolvimento dos chuveiros prediz a presença de um pico antecipado na distribuição temporal devido aos fótons produzidos por múons. Modificações incluindo absorção da atmosfera, eficiência quântica das fotomultiplicadoras e refletividade dos espelhos nas simulações de Monte Carlo, viabilizaram um estudo detalhado dos perfis temporais que revelou novas características marcantes da distribuição temporal e que possibilitou o desenvolvimento de uma promissora técnica de distinção. Comprovou-se, também, a necessidade de dois enfoques diferentes na análise de chuveiros, dependendo da energia do primário. Para energias abaixo de aproximadamente 10 TeV destaca-se a pequena largura do sinal de chuveiros hadrônicos enquanto que para energias superiores a 10 TeV a separação de gamas primários só foi possível a grandes ângulos zenitais devido à detecção do pico adiantado. Além disso, mostrarei estudos sobre a eficiência dos arranjos de Davies-Cotton e parabólico no tocante à utilização do tempo de chegada, comprovando a superioridade, já esperada, dos espelhos isócronos / Abstract: The present work is a discussion of the Cerenkov photons arrival time as a technique to determine the primary particle of extensive air showers. Cerenkov telescopes have proven to be one of the most effective means of detecting sources of gamma rays and their measurements have improved our understanding on how cosmic rays are created in active galactic nuclei and supernovae. In the observations of these objects, the reconstruction of the energy and incident direction are the final goals of the data analysis. However, the precision of the reconstruction methods is strongly affected by the detection of showers initiated by protons, iron and other atomic nuclei. A method based on the shape of the image in the photomultiplier camera is the most used technique to distinguish between hadron and gamma induced showers. The so called Hillas Parameters have established the operational basis for the Imaging Atmospheric Cerenkov Technique. The method presented in this dissertation provides a way to access the information recorded in the arrival time profiles by the muonic component of the hadronic showers. The theory which describes the development of showers predicts the arrival of early Cerenkov photons due to the presence of muons in hadronic showers. The inclusion of atmospheric absorption, mirror reflectivity and photomul- tiplier quantum efficiency in the Monte Carlo programs reduced the output file size by a factor of tenallowing the simulation of a great number of events. A detailed analysis of the time profiles was carried out and revealed a new remarkable feature of the hadronic showers which resulted in the development of a promising method to distinguish primary particles. Two approaches are proposed for different ranges in energy. Hadronic showers with energies below 10 TeV show very narrow time distributions and can be eliminated by a superposition of cuts, while for energies above 10 TeV the distinction was possible only for large zenith angles through the detection of the early photons. Besides that, the properties concerning time profiles of the Davies-Cotton and Parabolic telescopes are going to be presented and, as expected, the superiority of the isochronous reflector is going to be demonstrated. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Carlos Ourivio Escobar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:37:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peixoto_CarlosJoseTodero_M.pdf: 3956031 bytes, checksum: 4eff2bec5351ea343548019fb3497fbf (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A compreensão da radiação cósmica - a saber: os mecanismos de produção/aceleração e os processos de propagação - passa pela determinação de três grandezas: a energia dessa radiação, sua direção de chegada e sua composição química. Essas três "frentes de trabalho":desafiam a experiência, a capacidade e a responsabilidade de vários grupos de físicos de partículas do mundo todo. Este trabalho se refere à composição do primário da radiação cósmica no âmbito da Colaboração Auger. Ele não tem a ambição de encontrar uma técnica denitiva para a obtenção deste parâmetro. Aliás, determinar a composição química do primário é algo difícil, tendo em vista a dependência de modelos de interação hadrônica e a impossibilidade (atual) de sua caracterizac¸ são evento a evento. Dos vários parâmetros usados para se estimar essa composição, tentamos analisar cinco deles: Xmax, t10-50 , t50-90 ,t10-90 , Plocal. Estes foram obtidos por meio de simulação¸ de Monte Carlo, através dos códigos CORSIKA e AIRES. A rede de detectores de superfície foi simulada usando-se o programa SAMPLE. Os resultados das simulações foram comparados, quando possível, a dados experimentais fornecidos pelo Engineering Array do sítio sul do Observatório Auger / Abstract: The understanding of cosmic radiation - the production/acceleration mechanism and the propagation processes - involves the determination of three parameters: the energy of this radiation, its arrival direction and the chemical composition. These three tasks have challenged the experience, the skill and responsibility of several groups of particle physicists over the whole world. This work refers to the primary cosmic ray composition in the scope of the Auger Collaboration. It does not intend to present a denite technique to obtain this parameter. As a matter of fact, to determine the primary composition is something difcult, considering the hadronic model dependence and the impossibility (nowadays) of its description event by event. Among the several parameters used to estimate the composition, we attempted to investigate ve of them: Xmax, t10-50 , t50-90 ,t10-90 , Plocal. They were obtained through Monte Carlo simulation with two different codes: CORSIKA and AIRES. The surface array was simulated by the SAMPLE program. The simulation results were compared, when possible, to experimental data from the Engineering Array of the Auger Observatory / Mestrado / Física / Mestre em Física