Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-24T17:51:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstimacaoLocalIncidencia.pdf: 4971817 bytes, checksum: 4744fadf79bcf26c484dcae5dfb89992 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-27T14:35:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstimacaoLocalIncidencia.pdf: 4971817 bytes, checksum: 4744fadf79bcf26c484dcae5dfb89992 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T14:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EstimacaoLocalIncidencia.pdf: 4971817 bytes, checksum: 4744fadf79bcf26c484dcae5dfb89992 (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Ao longo dos anos, os relâmpagos constituíram o ponto central das pesquisas de diversas comunidades científicas e tecnológicas em todo mundo, sem dúvida pela sua natureza agressiva e devastadora, mas principalmente pelos prejuízos causados no setor elétrico, logo é necessário esclarecer, o que é e para que serve um Sistema de Localização de Tempestades (SLT). Este trabalho propõe demonstrar o funcionamento de um algoritmo utilizado em SLT que serve para localizar, em termos geográficos, descargas atmosféricas, utilizando os tempos de chegada dos sinais eletromagnéticos nos elementos sensores. Para elaboração deste trabalho foi utilizado o formato de dados gerados por sensores LPATS IV pertencentes a (REDE DO SIPAM) e estes dados foram gerados de forma artificial para utilização no algoritmo. Esta localização será baseada em uma sequência finitas de regras que utilizará como ferramenta, a interseção de futuras hipérboles, resultantes da diferença dos tempos de chegada em cada sensor. O algoritmo é capaz de identificar o local de incidência da descarga atmosférica utilizando um simples sistema de três sensores. Cada par de sensores define duas hipérboles, em virtude de sua parte positiva e negativa formando duas interseções. Para análise do resultado é considerado o ponto de cruzamento mais próximo ao sensor que identificou a perturbação com menor tempo. Um estudo sobre a eletricidade atmosférica, tipos de raios, emissão de ondas eletromagnéticas durante tempestades, tipos de sensores eletromagnéticos e redes de detecção de raios deram subsídio para o projeto do algoritmo desenvolvido. / Over the years, lightning were the central point of researches in various scientific communities around the world, no doubt for its aggressive and devastating nature, but mostly for damage caused in the electricity sector, so it is necessary to clarify what is and what it is for a Lightning Location System (LLS). This work proposes to demonstrate the operation of the algorithm utilized in LLS that is used to locate in geographical terms, lightning, using the arrival times of electromagnetic signals in the sensors. In order to prepare this paper it was used the data format generated by LPATS IV sensors belonging to Amazon Protection System (SIPAM). These data were generated in an artificial way for use in the algorithm tests. The lightning location will be based on a finite sequence rules that use the intersection of hyperbolas, resulting from the difference of arrival times at each sensor. The algorithm is able to identify the lightning location incidence using a system with three sensors. Each pair of sensors defines two hyperbole forming a total of six, because each hyperbole has a bright side and a negative side, so there will be two intersections of three hyperboles. For analysis of the results is considered the nearest crossing point to the sensor that identified the electromagnetic disturbance faster. Studies about atmospheric electricity, lightning types, electromagnetic radiation during storms, types of electromagnetic sensors and lightning detection networks have given the knowledge to develop the algorithm.

Recentemente, o Observatório Pierre Auger tem medido espectro de energia de Raios Cósmicos Ultra Energéticos (Ultra High Energy Cosmic Rays - UHECR) (E > 1019 eV) com grande acurácia. No entanto, o estudo de raios cósmicos ultra energéticos na Terra tem uma forte dependência do estudo de sua propagação no Universo. Neste trabalho, abordamos o estudo da propagação de raios cósmicos em diferentes aspectos. Núcleos em alta energia interagem com os campos de radiação no caminho da fonte à Terra. A interação mais importante é a fotodesintegração. Na primeira parte, implementamos de maneira analítica e numérica a solução da razão de fotodesintegração e fizemos uso da solução numérica em um programa de Monte Carlo. Mostramos soluções baseadas na parametrização das seções de choque por uma função Gaussiana e por uma função Lorenztiana. Comparamos nossos resultados com trabalhos prévios da literatura. O seguinte estudo mostrou que sob a hipótese de propagação quase-linear e utilizando várias distribuições de fontes no céu, a latitude do observatório: tem influência no fluxo total medido por um observatório; impõe um limite na capacidade de medida de anisotropia e tem um efeito negligenciável na medida do XMax. No terceiro estudo, um limite superior na integral do fluxo de raios gama em GeV-TeV é usado para obter um limite superior na luminosidade total de UHECR de fontes individuais. A correlação entre o limite superior na integral do fluxo de raios gama e o limite superior na luminosidade total de UHECR é estabelecida através do processo de cascatas de partículas geradas durante a propagação de raios cósmicos nos campos de radiação. / Recently, the Pierre Auger Observatory has measured the energy spectrum of Ultra High Energy Cosmic Rays (UHECR) (E > 1019 eV) with an unprecedented accuracy. However, the study of ultra-high energy cosmic rays at Earth depends on the models used to describe the propagation of the particle in the Universe. In this work, we present a study of propagation of cosmic rays on different aspects. Nucleus at this high energy interacts with the radiation fields on the way from the source to Earth. The most important interaction is the photodisintegration. In the first part, we implemented analytical, numerical and Monte Carlo simulation solutions for the photodisintegration rate. We show solutions based on parameterizations of the cross-section using Gaussian and Lorenztian functions. We compare our results with previous works. The following study shows that under the assumption of quasi-linear propagation and using several sources distributions of sky, the latitude of the observatory: has influence on the total flux measured by an observatory; imposes a limitation on the capability of measuring an anisotropic sky and has a negligible efect on the Xmax measurement. In the thirdy study, an upper limit on the integral flux of GeV-TeV gamma-rays is used to extract the upper limit on the total UHECR luminosity of individual sources. The correlation between upper limit on the integral GeV-TeV gamma-rays flux and upper limit on the UHECR luminosity is established through the cascading process that takes place during propagation of the cosmic-rays in the background radiation fields.

Recentemente, o Observatório Pierre Auger tem medido espectro de energia de Raios Cósmicos Ultra Energéticos (Ultra High Energy Cosmic Rays - UHECR) (E > 1019 eV) com grande acurácia. No entanto, o estudo de raios cósmicos ultra energéticos na Terra tem uma forte dependência do estudo de sua propagação no Universo. Neste trabalho, abordamos o estudo da propagação de raios cósmicos em diferentes aspectos. Núcleos em alta energia interagem com os campos de radiação no caminho da fonte à Terra. A interação mais importante é a fotodesintegração. Na primeira parte, implementamos de maneira analítica e numérica a solução da razão de fotodesintegração e fizemos uso da solução numérica em um programa de Monte Carlo. Mostramos soluções baseadas na parametrização das seções de choque por uma função Gaussiana e por uma função Lorenztiana. Comparamos nossos resultados com trabalhos prévios da literatura. O seguinte estudo mostrou que sob a hipótese de propagação quase-linear e utilizando várias distribuições de fontes no céu, a latitude do observatório: tem influência no fluxo total medido por um observatório; impõe um limite na capacidade de medida de anisotropia e tem um efeito negligenciável na medida do XMax. No terceiro estudo, um limite superior na integral do fluxo de raios gama em GeV-TeV é usado para obter um limite superior na luminosidade total de UHECR de fontes individuais. A correlação entre o limite superior na integral do fluxo de raios gama e o limite superior na luminosidade total de UHECR é estabelecida através do processo de cascatas de partículas geradas durante a propagação de raios cósmicos nos campos de radiação. / Recently, the Pierre Auger Observatory has measured the energy spectrum of Ultra High Energy Cosmic Rays (UHECR) (E > 1019 eV) with an unprecedented accuracy. However, the study of ultra-high energy cosmic rays at Earth depends on the models used to describe the propagation of the particle in the Universe. In this work, we present a study of propagation of cosmic rays on different aspects. Nucleus at this high energy interacts with the radiation fields on the way from the source to Earth. The most important interaction is the photodisintegration. In the first part, we implemented analytical, numerical and Monte Carlo simulation solutions for the photodisintegration rate. We show solutions based on parameterizations of the cross-section using Gaussian and Lorenztian functions. We compare our results with previous works. The following study shows that under the assumption of quasi-linear propagation and using several sources distributions of sky, the latitude of the observatory: has influence on the total flux measured by an observatory; imposes a limitation on the capability of measuring an anisotropic sky and has a negligible efect on the Xmax measurement. In the thirdy study, an upper limit on the integral flux of GeV-TeV gamma-rays is used to extract the upper limit on the total UHECR luminosity of individual sources. The correlation between upper limit on the integral GeV-TeV gamma-rays flux and upper limit on the UHECR luminosity is established through the cascading process that takes place during propagation of the cosmic-rays in the background radiation fields.