The thesis proposes an indirect indicator of the geomagnetic field variations, i.e. the hard cosmic ray flux. Analysing HCRF variations, a prognostic scheme of a leap of cardiovascular diseases was drafted. The application of this method, most probably, will inform people about the geomagnetic impact and will supplement other existing methods employed to reduce a leap of cardiovascular diseases.

The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) is a high-energy particle physics detector operating on the International Space Station (ISS) since May 2011. Since its launch, the AMS-02 provided a large amount of data whose precision was never before achieved, opening a new path for the study of cosmic rays (CRs). The first published results of AMS-021-3 show tension with the current understanding of the cosmic ray theory, particularly at higher energies. These tensions are directly linked to many fundamental questions like the dark matter nature, the CR origin and their propagation through the galaxy. This work presents the measurement of the electron flux and the positron flux in primary cosmic rays, based on the data collected between May 2011 and November 2016, an extended data set with respect to the published AMS-02 results.3 The results extend the energy range explored up to 1 TeV for electrons and up to 700 GeV for positrons, being consistent with the published results when using the same data set. A discrepancy between the new measurement and the published flux is observed in the low energy region of the electron flux, while the positron flux is in good agreement. This can be explained by a charge dependent solar modulation effect. This hypothesis was investigated by studying the time evolution of the fluxes, focusing on the energy region below 40 GeV, where an electron and positron flux is computed over 74 time bins of 27 days width, corresponding to the suns rotation period as seen from the Earth. The time dependent analysis confirms hints of charge dependent solar modulation, that are also observed by other independent analysis that have been carried out in parallel within the collaboration. / O Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) é um experimento de física de partículas instalado na Estação Espacial Internacional (ISS) desde Maio de 2011. Desde seu lançamento, AMS-02 coleta uma quantidade de dados com tal precisão que até então nunca foram jamais vistos, abrindo o caminho para o estudo dos Raios Cósmicos (CRs). Os primeiros resultados publicados pelo AMS-021-3 apresentam tensões com o modelo atual da teoria de CRs, particularmente nas altas energias. Essas tensões são diretamente ligadas a diversas questões fundamentais como a natureza da Matéria Escura (DM), a origem dos CRs e suas propagações pela galáxia. Este trabalho apresenta a medição do fluxo de elétrons e pósitrons em CRs primários, baseando-se nos dados coletados entre Maio de 2011 e Novembro de 2016, período extendido com relação aos resultados públicados pelo AMS-02.3 Os resultados extendem o intervalo de energia explorado para 1 TeV para elétrons e 700 GeV ára pósitrons, consistentes com os resultados públicados usando o mesmo período. Discrepância entre a nova medição e o fluxo públicado é observada na região de baixas energias para o fluxo de elétrons, enquanto o fluxo de pósitrons continua em bom acordo. O resultado pode ser explicado por uma dependência na carga causada pela modulação solar. Tal hipótese é investigada estudando-se a evolução temporal dos fluxos, focando-se no intervao de energia abaixo de 40 GeV, onde um fluxo de elétrons e pósitrons é medido durante 74 intervalos temporais de 27 dias, correspondendo à rotação do sol vista da Terra. A análise dependente do tempo confirma a existência da dependência de carga da modulação solar, também observada por outras análises independentes que foram feitas dentro da colaboração.

The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) is a high-energy particle physics detector operating on the International Space Station (ISS) since May 2011. Since its launch, the AMS-02 provided a large amount of data whose precision was never before achieved, opening a new path for the study of cosmic rays (CRs). The first published results of AMS-021-3 show tension with the current understanding of the cosmic ray theory, particularly at higher energies. These tensions are directly linked to many fundamental questions like the dark matter nature, the CR origin and their propagation through the galaxy. This work presents the measurement of the electron flux and the positron flux in primary cosmic rays, based on the data collected between May 2011 and November 2016, an extended data set with respect to the published AMS-02 results.3 The results extend the energy range explored up to 1 TeV for electrons and up to 700 GeV for positrons, being consistent with the published results when using the same data set. A discrepancy between the new measurement and the published flux is observed in the low energy region of the electron flux, while the positron flux is in good agreement. This can be explained by a charge dependent solar modulation effect. This hypothesis was investigated by studying the time evolution of the fluxes, focusing on the energy region below 40 GeV, where an electron and positron flux is computed over 74 time bins of 27 days width, corresponding to the suns rotation period as seen from the Earth. The time dependent analysis confirms hints of charge dependent solar modulation, that are also observed by other independent analysis that have been carried out in parallel within the collaboration. / O Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) é um experimento de física de partículas instalado na Estação Espacial Internacional (ISS) desde Maio de 2011. Desde seu lançamento, AMS-02 coleta uma quantidade de dados com tal precisão que até então nunca foram jamais vistos, abrindo o caminho para o estudo dos Raios Cósmicos (CRs). Os primeiros resultados publicados pelo AMS-021-3 apresentam tensões com o modelo atual da teoria de CRs, particularmente nas altas energias. Essas tensões são diretamente ligadas a diversas questões fundamentais como a natureza da Matéria Escura (DM), a origem dos CRs e suas propagações pela galáxia. Este trabalho apresenta a medição do fluxo de elétrons e pósitrons em CRs primários, baseando-se nos dados coletados entre Maio de 2011 e Novembro de 2016, período extendido com relação aos resultados públicados pelo AMS-02.3 Os resultados extendem o intervalo de energia explorado para 1 TeV para elétrons e 700 GeV ára pósitrons, consistentes com os resultados públicados usando o mesmo período. Discrepância entre a nova medição e o fluxo públicado é observada na região de baixas energias para o fluxo de elétrons, enquanto o fluxo de pósitrons continua em bom acordo. O resultado pode ser explicado por uma dependência na carga causada pela modulação solar. Tal hipótese é investigada estudando-se a evolução temporal dos fluxos, focando-se no intervao de energia abaixo de 40 GeV, onde um fluxo de elétrons e pósitrons é medido durante 74 intervalos temporais de 27 dias, correspondendo à rotação do sol vista da Terra. A análise dependente do tempo confirma a existência da dependência de carga da modulação solar, também observada por outras análises independentes que foram feitas dentro da colaboração.

The thesis investigates cosmic rays and their scattering in the atmosphere and the change in their intensity caused by the frequency of meteorological phenomenon. The main objective of the research is the change in cosmic rays as well as atmospheric pressure and estimation of their connection. A thorough analysis and interpretation allow to supplement meteorological information for weather forecasts. / Disertacijoje nagrinėjama kosminė spinduliuotė ir jos sklaida atmosferoje bei jos intensyvumo kaita, kurią lemią meteorologinių reiškinių dažnumas. Pagrindinis tyrimo objektas yra kietosios kosminės spinduliuotės ir atmosferos slėgio pokyčiai bei jų sąryšio įvertinimas. Kosminės spinduliuotės duomenų detali analizė ir interpretacija leidžia papildyti meteorologinę informaciją orų prognozei.

This work presents the measurement of the deuterium flux, and the deuterium-to-hydrogen flux ratio from 0.6 to 10 GeV/n, using data collected between May 2011 and May 2015 by the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), a cosmic ray detector operating aboard the International Space Station (ISS) since May 2011. The isotope separation is performed by combining the measurements performed by the AMS-02 sub-detectors. In particular, the mass measurement is carried out by taking advantage of the precise momentum measurement provided by the silicon tracker and by the velocity measurement provided by the Cherenkov detector. The event counting method is performed using reference spectra of simulated signal and background events, where the agreement between data and Monte Carlo has been carefully checked and eventual differences have been mitigate by means of corrections based on the comparison between the resolution of the velocity and momentum as obtained from data and simulated vents. Production mechanisms, acceleration and propagation of cosmic rays are not completely clear, therefore precise measurements of the flux and composition of these particles may help to understand these phenomena. In the conventional model, supernova remnants are the sources of cosmic rays in the GeV to TeV energy range. The so called primaries, such as 1H, 4He, e- and C are believed to be produced and accelerated at the sources, while secondaries, such as e+, 2H, 3He and B originate from the collisions of primary cosmic rays with the interstellar medium. Hence, secondaries carry information about the propagation of cosmic rays in the galaxy, and, the measurement of their flux is used to constrain the parameters of cosmic ray propagation models; in particular, studying secondary-to-primary ratios is useful as it factors out the unknown source spectrum of the progenitor. One of such commonly studied ratios is the B/C ratio, but other ratios, such as 2H/1H and 3He/4He, can be used to probe a different A/Z regime and test the universality of the propagation mechanisms. / Este trabalho apresenta a medida do fluxo de deutério e da razão deutério sobre hidrogênio nos raios cósmicos, de 0.6 até 10 GeV/n, utilizando dados coletados entre maio de 2011 e maio de 2015 pelo Espectrômetro Magnético Alfa (AMS-02), um detecto de raios cósmicos instalado na Estação Espacial Internacional desde maio de 2011. A separação dos isótopos é feita através da combinação de medidas feitas pelos subdetectores do AMS-02. Em particular, a medida da massa é feita utilizando as medidas do momento fornecidas pelo tracker de silício e a velocidade medida pelo detector Cherenkov. A contagem de eventos é feita através da utilização de espectros de referência obtidos a partir de simulações de eventos de sinal e fundo, os quais foram utilizados para checar a concordância entre dados e simulações de Monte Carlo, corrigindo eventuais diferenças através de correções baseadas em comparações das resoluções de velocidade e momento obtidas nos dados e em simulações. Mecanismos de produção, aceleração e propagação dos raios cósmicos partículas não são completamente claros, portanto medidas precisas dos fluxos e composição dessas partículas podem auxiliar na compreensão desses fenômenos. Remanescentes de supernovas são as fontes de raios cósmicos com energias entre GeV e TeV. Acredita-se que os chamados raios cósmicos primários, tais como 1H, 4He, e- e C são produzidos e acelerados nas fontes, enquanto os secundários, tais como e+, 2H, 3He e B, têm origem na colisão dos raios cósmicos primários com o meio interestelar. Portanto, os secundários carregam informação sobre a propagação dos raios cósmicos na galáxia, sendo as medidas dos seus fluxos utilizada para restringir os parâmetros de modelos de propagação de raios cósmicos; em particular, estudar a razão entre secundários e primários é útil pois remove o desconhecido espectro da fonte da espécie progenitora. Uma das razões comumente utilizadas é B/C, mas outras, tais como 2H/1H e 3He/4He podem ser utilizadas para estudar outro regime de A/Z e testar a universalidade dos mecanismos de propagação.

The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) is a cosmic ray detector operating aboard the International Space Station (ISS) since May 2011. The identification of cosmic ray deuterium and hydrogen particles is the main goal of this work. Using the data collected by the AMS-02 experiment between May 2011 and May 2014 we provide the measurement of the 2H to the 1H ratio between 0.7 and 7 GeV/n. Cosmic rays are mainly composed of hydrogen nuclei. No significant amount of deuterium nuclei is expected to be released from galactic sources since they are destroyed rather than formed in thermonuclear reactions inside stars. As a consequence of their production history, they are part of a class of secondary stable nuclei that provide information on the propagation of cosmic rays in the galaxy. Despite their relevance for propagation studies, very few measurements of deuterium exist above 1 GeV/n, due to the poor isotopic separation capacity of previous experiments. For this reason, the deuterium to hydrogen flux ratio is a very important measurement to be carried out using the data collected by the AMS-02 experiment. The mass and the isotopic composition of cosmic-rays nuclei can be measured by the AMS-02 experiment using measurements of the momentum (provided by the tracker) and velocity of the particles (provided by the Time-of-Flight and the RICH). This analysis is one of the first to be focused on hydrogen isotopic composition with AMS-02 data, and our results are in fair agreement with a similar and independent analysis that has been carried out within the Collaboration. / O Espectômetro Magnético Alpha (AMS-02) é um detetor de raios cósmicos operando na Estação Espacial Internacional (ISS) desde maio de 2011. O principal objetivo deste trabalho é a identificação de deutério e hidrogênio nos raios cósmicos. Usando dados coletados pelo experimento AMS-02 entre maio de 2011 e maio de 2014 foi medida a razão entre os fluxos de 2H e 1H entre 0.7 e 7 GeV/n. Raios cósmicos são compostos, principalmente, por núcleos de hidrogênio. Não é esperado que fontes galácticas de raios cósmicos liberem uma quantidade significativa de núcleos de deutério, já que eles são destruidos, em vez de formados, nas reações termonucleares no interior de estrelas. Assim, eles fazem parte de uma classe de partículas secundárias estáveis que fornecem informações acerca da propagação de raios cósmicos na galáxia. Apesar da relevância para o estudo da propagação de raios cósmicos, poucas medidas da sua quantidade acima de 1 GeV/n existem, devido à baixa capacidade de separação de isótopos de prévios experimentos. Por isso a razão entre os fluxos de deutério e hidrogênio é uma importante medida a ser feita com os dados do AMS-02. A massa, e portanto a composição isotópica dos raios cósmicos, pode ser medida pelo AMS-02 a partir das medições de momento (realizada pelo tracker) e velocidade (realizadas pelo ToF e RICH). Essa análise é uma das primeiras a focar na composição isotópica do hidrogênio com dados do AMS-02, e os resultados estão razoavelmente em acordo com análises independendes semelhantes realizadas na colaboração AMS.

The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) is a cosmic ray detector operating aboard the International Space Station (ISS) since May 2011. The identification of cosmic ray deuterium and hydrogen particles is the main goal of this work. Using the data collected by the AMS-02 experiment between May 2011 and May 2014 we provide the measurement of the 2H to the 1H ratio between 0.7 and 7 GeV/n. Cosmic rays are mainly composed of hydrogen nuclei. No significant amount of deuterium nuclei is expected to be released from galactic sources since they are destroyed rather than formed in thermonuclear reactions inside stars. As a consequence of their production history, they are part of a class of secondary stable nuclei that provide information on the propagation of cosmic rays in the galaxy. Despite their relevance for propagation studies, very few measurements of deuterium exist above 1 GeV/n, due to the poor isotopic separation capacity of previous experiments. For this reason, the deuterium to hydrogen flux ratio is a very important measurement to be carried out using the data collected by the AMS-02 experiment. The mass and the isotopic composition of cosmic-rays nuclei can be measured by the AMS-02 experiment using measurements of the momentum (provided by the tracker) and velocity of the particles (provided by the Time-of-Flight and the RICH). This analysis is one of the first to be focused on hydrogen isotopic composition with AMS-02 data, and our results are in fair agreement with a similar and independent analysis that has been carried out within the Collaboration. / O Espectômetro Magnético Alpha (AMS-02) é um detetor de raios cósmicos operando na Estação Espacial Internacional (ISS) desde maio de 2011. O principal objetivo deste trabalho é a identificação de deutério e hidrogênio nos raios cósmicos. Usando dados coletados pelo experimento AMS-02 entre maio de 2011 e maio de 2014 foi medida a razão entre os fluxos de 2H e 1H entre 0.7 e 7 GeV/n. Raios cósmicos são compostos, principalmente, por núcleos de hidrogênio. Não é esperado que fontes galácticas de raios cósmicos liberem uma quantidade significativa de núcleos de deutério, já que eles são destruidos, em vez de formados, nas reações termonucleares no interior de estrelas. Assim, eles fazem parte de uma classe de partículas secundárias estáveis que fornecem informações acerca da propagação de raios cósmicos na galáxia. Apesar da relevância para o estudo da propagação de raios cósmicos, poucas medidas da sua quantidade acima de 1 GeV/n existem, devido à baixa capacidade de separação de isótopos de prévios experimentos. Por isso a razão entre os fluxos de deutério e hidrogênio é uma importante medida a ser feita com os dados do AMS-02. A massa, e portanto a composição isotópica dos raios cósmicos, pode ser medida pelo AMS-02 a partir das medições de momento (realizada pelo tracker) e velocidade (realizadas pelo ToF e RICH). Essa análise é uma das primeiras a focar na composição isotópica do hidrogênio com dados do AMS-02, e os resultados estão razoavelmente em acordo com análises independendes semelhantes realizadas na colaboração AMS.