Orientador: Anderson Campos Fauth / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-29T03:15:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paganini_Silvia_D.pdf: 1289066 bytes, checksum: 9426c6d35dd3ee2e268741a9e53293d5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O trabalho realizado nesta tese utilizou dados de múons da radiação cósmica obtidos com o detector central do experimento EASCAMP. Este experimento está localizado na UNICAMP e utiliza câmaras streamer para realizar a trajetografia de partículas. Inicialmente foi realizada uma pré-análise dos dados brutos e um estudo do desempenho do aparato experimental. Após esta fase foram analisados os dados experimentais. Foi estudada a distribuição angular zenital dos múons, I(q)=I(0)cosnq , e determinado o índice de radiação n=1,7 ± 0,1. Foi estimada a assimetria Oeste-Leste dos eventos observados, originada pelo corte geomagnético dos raios cósmicos primários, e obtido um excesso de (8,91±0,04)% na direção Oeste. Finalmente foi utilizado o método das diferenças de contagens de múons entre direções opostas para calcular o valor da anisotropia diurna solar média. Os valores obtidos das amplitudes das primeiras harmônicas para as diferenças Norte-Sul e Oeste-Leste foram ANS = (0,13±0,03)% e AOL= (0,15±0,03)% / Abstract: This Ph.D. Thesis uses cosmic rays single muons observed with the central module of the EASCAMP experiment. This experiment, localised at UNICAMP, uses four streamer tube planes as a particle tracking system. First the row data pre-analysis and the study of the apparatus performance were realised. Then were analysed the filtered data. Was studied the muon zenith angular distribution I(q)=I(0)cosnq and determined the radiation index n= 1,7 ± 0,1. Was estimated the West-East asymmetry, one consequence of the primary cosmic rays geomagnetic cut-off, and obtained an excess of (8,91±0,04)% from the West direction. Finally was used the counts difference from opposite directions method to calculate the mean solar diurnal anisotropy. The first harmonic amplitude obtained for the North-South counts difference was ANS= (0,13 ± 0,03)% and for the West-East case was AOL= (0,15 ± 0,03)% / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carola Dobrigkeit Chinellato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:10:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_LuizAmericode_D.pdf: 1855271 bytes, checksum: a278daf3b6e6e8fddfc628102235f0c0 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Descrevemos neste estudo as principais características da distribuição lateral numérica e de energia de elétrons, fótons e múons de chuveiros atmosféricos extensos iniciados por partículas no intervalo de energia 1018 eV a 1020 eV . Estudamos, também, o comportamento da profundidade do máximo do chuveiro, do seu crescimento com a energia e de suas flutuações. Desenvolvemos, também, um método baseado na correlação entre profundidade do máximo e sinal nos tanques de água, que poderá permitir a estimativa da composição química e se mostrou muito útil, também, para teste de modelos de simulação de chuveiros atmosféricos extensos na atmosfera. Efetuamos, ainda, a simulação da detecção através de um arranjo de tanques de água conforme as exigências da Colaboração Auger e fizemos uma comparação entre dois tipos de revestimento interno do tanque, o primeiro com o revestimento interno do topo, a lateral e a base interna revestidos com tyvek e o segundo com o topo preto. Os resultados mostraram enfaticamente a inviabilidade da utilização dos tanques com revestimento interno do topo preto, pois neste caso o número de tanques acionados será muito menor e a calibração da energia pouco pior, comparado com os resultados da simulação com a utilização do revestimento em tyvek / Abstract: We describe in this study the main characteristics of numerical and energy lateral distribution of electrons, photons and muons in extensive air showers induced by primary particles with energy between 1018 and 1019 eV . We also study the behavior of the depth of shower maximum, its growth with primary energy and its flutuactions. We explore the feasibility of estimating primary cosmic ray composition at ultra high energies from the sum of muon, electron and photon densities correlated with the depth of maximum of extensive air showers detected by the Auger Observatory. From the information of the Xmax, from the Fluorescence detector and of r(1000), from the water Cerenkov detectors, we infere the most probable type of primary particle which originated the shower. This method also can be used to test and compare results from experimental data with results from simulations and available interactions models. We simulate the shower detection by water Cerenkov tanks with the desired characteristics for the Auger Observatory and compare two types of internal covering of the tank. The first one, with one, with a internal covering of the top, a lateral and internal base coated with tyvek and another with a black top. The results have emphatically shown the unfeasibility of the tanks with the black to / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Jose Bellandi Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T20:26:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_CesarGustavoSilveirada_D.pdf: 3016611 bytes, checksum: ae5aec3034b85e065046690d309701a2 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Obtém-se as soluções das equações de difusão unidimensional da cascata hadrônica induzida por um único nucleon na atmosfera, com livres caminhos médios de interação nucleônico e piônico constantes. Por meio destas soluções descrevem-se analiticamente eventos da radiação cósmica, detectados em câmaras de emulsão nuclear, com energias hadrônicas totais visíveis da ordem de 1000 TeV (no referencial de laboratório). Para tanto, introduz-se violação do "Scaling" de Feynman no espectro de produção múltipla de partículas carregadas, em conformidade com os dados de aceleradores para a distribuição de densidade de partículas por intervalo de rapidez, e impõe-se auto consistência entre a elasticidade média nucleônica (e piônica) e a inelasticidade média. A análise do espectro de energia hadrônica das superfamílias "P3'-C1-B90" e "C141G4836", detectadas pela Colaboração Pamir, e das super- famílias "Ursa Maior" e "Mini-Andrômeda III", detectadas no Monte Chacaltaya pela Colaboração Brasil-Japão, mostra que não é necessária a presença de primários pesados ou de mecanismos especiais de hadronização, para descrever suficientemente bem os dados experimentais de câmaras de emulsão / Abstract: Solutions of the one-dimensional diffusion equation for the hadronic cascade induced by one single nucleon in the atmosphere are obtained, assuming constant nucleonic and pionic interaction mean-free-paths. By mean of these solutions, it is possible to describe analytically cosmic- ray events detected in emulsion chambers, having total visible hadronic energy around 1000 TeV (in the laboratory system). It is necessary to introduce violation of the Feynman Scaling law in the charged multiparticle production spectra, accordingly to accelerator data on rapidity distributions, and it must be imposed consistency between the nucleonic (and pionic) mean elasticity and the mean inelasticity. The analysis of hadronic energy spectrum for the superfamilies "P3'-C1-B90" and "C141G4836", detected by the Pamir Collaboration, and for the superfamilies "Ursa Maior" and "Mini-Andromeda III", detected in Mt. Chacaltaya by the Brazil-Japan Collaboration, shows that there is no need to introduce neither heavy primaries, nor unusual hadronization mechanisms, in order to explain quite well the emulsion chamber experimental data / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Edison Hiroyuki Shibuya / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-19T06:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beggio_PauloCesar_M.pdf: 2497269 bytes, checksum: 1b5b4970e488e130d32f8132b95371c8 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Efetuou-se remedições da densidade ótica (opacidade), que conduz a obtenção da energia, e das coordenadas cartesianas de duas interações nucleares em particular. São analisados alguns aspectos das partículas produzidas nessas interações e comparados com os de outras interações também por nós detectadas e medidas. Verifica-se então, que essas duas interações nucleares apresentam características exóticas, própria do fenômeno Centauro / Abstract: New measurements of optical density (darkness) and energy determination and also cartesian coordinates of two nuclear interactions were realized. Some aspects of these particles created in this interactions are investigated and compared with other iteractions wich we had alredy detected and measured. Then we verify two nuclear interactions with exotics caracteristics typical of the Centauro phenomenon / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Rogério Rosenfeld / Banca: Marcelo Moraes Guzzo / Banca: Adriano Antônio Natale / Resumo: Faz-se aqui o estudo da detecção de neutrinos (v) de altas energias ('E IND.v' > '10 POT.9' GeV) no Observatório Pierre Auger usando os detectores de fluorescência. Introduzimos todo o conhecimento experimental dos raios cósmicos, em conjunto com a fenomenologia das partículas elementares, para que o estudo da detecção possa ser entendido de forma bastante geral. Raios cósmicos de até '10 POT.15' eV vem de fontes em nossa galáxia; já as partículas acima de '10 POT.18' eV não são confinadas no campo magnético da galáxia. Portanto, acredita-se que estas partículas sejam de origem extra-galática. Porém, sua natureza continua completamente desconhecida. Existem vários modelos que resultam em diferentes fluxos de neutrinos de altíssimas energias. Independente do modelo, estes neutrinos vem de distâncias cosmológicas, estando sujeitos à oscilação do seu sabor. A oscilação de neutrinos traz como conseqüência uma igualdade entre os fluxos dos neutrinos de cada família. O método aqui utilizado para detecção de neutrinos consiste em considerar apenas aqueles que se propagam pelo interior terrestre, até chegarem a região de detecção. Estes neutrinos de altíssimas energias podem dar origem a léptons carregados após uma interação de corrente carregada com núcleos atômicos. Estes léptons carregados continuam se propagando na mesma direção do neutrino original, podendo sair da terra. Ao sair da Terra estes léptons carregados poderão ser detectados pelo Observatório Pierre Auger. Destes léptons, apenas o tau dará origem a um chuveiro eletromagnético que deverá ser detectado. Mostramos por fim que um número bastante pequeno de neutrinos atravessando a terra deverá ser observado. Entretando, mesmo a observação de um único evento em vários anos nos indicaria a existência de neutrinos. Além disso, seria o início de uma nova fase na detecção de raios cósmicos. / Abstracts: Here we study the detection of the ultra high energy neutrinos in Pierre Auger Observatory using the fluorescence detectors. We introduce all the experimental knowledge of cosmic rays, together with the elementary particles phenomenology, so that the detection study can be understood in a very genral way. Cosmic rays with energies up to '10 POT.15' eV come from sources in our galaxy. But the particles above '10 POT.18' eV are not confined in the galactic magnetic field. So, it is believed that these particles are of extragalactic origin. But their nature is completely unknown. There are many models that result in different ultrahigh energy neutrino fluxes. Independent of the model, these neutrinos como from cosmological distances, being subject to flavor oscillation. The neutrino oscillation gives as a consequence the equality between the neutrino fluxes of each family. The method used for the neutrino detection is to consider only those that propagate through the earth, until they arrive to the detection area. These ultra high energy neutrinos can create charged leptons after a charged current interaction with atomic nuclei. These charged leptons keep the same direction of the original neutrino and they can exit the Earth. When they exit the Earth, they will be detected by the Pierre Auger Observatory. We show, finally, that very small number of neutrinos crossing the Earth will be detected. However, even the observation of one single event in many years will be an indication of the existence of a neutrino flux. Moreover, it would be the beginning of a new phase in the cosmic ray detection. / Mestre

Orientador: Carola Dobrigkeit Chinellato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T04:20:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_HenriquedeMeloJorge_M.pdf: 5185402 bytes, checksum: 617c497724086318864e8c102c403f7c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O objetivo principal do Observatório Pierre Auger é estudar a direção de chegada e o espectro de energia dos raios cósmicos acima de 1019 eV como função da sua composição. Para tanto, serão utilizados detectores ópticos de fluorescência juntamente com uma rede de detectores de superfície. O presente trabalho contribui para um melhor entendimento dos processos envolvidos na detecção da luz de fluorescência, bem como para o aprimoramento dos programas de simulação por método de Monte Carlo desenvolvidos na Unicamp (C.A.Mo.Ca.) e no CBPF (FD Sim). Apresentamos um estudo comparativo sobre a atenuação da luz de fluorescência na atmosfera tratada segundo os modelos clássicos de espalhamentos Rayleigh e Mie e segundo o MODTRAN3. Também mostramos uma comparação entre as eficiências de detecção, para o Observatório Auger, estimadas com os dois programas, onde estudamos o parâmetro de impacto médio e a distribuição dos pontos de impacto dos eventos considerados detectados. É feito ainda um estudo utilizando o programa oficial da colaboração, o FD Sim, para mostrar o efeito do modelo de atenuação utilizado sobre o resultado final da simulação, isto é, sobre a eficiência prevista para o sistema de detecção.Além disso, comparamos a eficiência de detecção para os diversos arranjos de detectores de fluorescência atualmente em pauta para o sítio sul do Observatório Pierre Auger / Abstract: The goal of the Auger Observatory is to study the arrival direction, energy and primary mass composition of cosmic rays above 1019 eV . It will be a hybrid detector, employing two complementary techniques to observe extensive airshowers: a giant array of particle counters and optical air uorescence detectors. The present work contributes towards a better understanding of the detection of air fluorescence light. It also contributes to the improvement of the Monte Carlo simulation programs developed at Unicamp (C.A.Mo.Ca.) and at CBPF (FD Sim). A comparison of atmospheric uorescence light attenuation is shown as given by MODTRAN3 and by classical attenuation losses due to Rayleigh and Mie scattering only. The detection efficiency for the Auger Observatory is estimated using both programs and we show the fluorescence detectors average impact parameter and the distribution of impact points for detected events. We study the uorescence detectors performance with both atmospheric attenuation models for vertical and slanted showers. We also compare the performances of the three configurations of uorescence and ground detectors under discussion for the southern site / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Carola Dobrigkeit Chinellato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:06:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SouzaFilho_LuizVitorde_D.pdf: 10858917 bytes, checksum: a5dbef1c1eccba96e3491c646793d681 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese é inteiramente dedicada à construção e ao início da análise de dados do Observatório Auger. A escolha do tema da dissertação reflete a crença nas pessoas envolvidas nesta Colaboração Internacional de 19 países e revela nosso julgamento sobre as importantes questões a serem respondidas por esse experimento. Infelizmente, esta tese se encerra antes que o número de eventos detectados pelo Observatório, devido ao curto tempo de operação, seja suficiente para produzirmos resultados físicos signi½cativos. Porém, esperamos mostrar até o final desta dissertação que os instrumentos de medidas foram compreendidos e as ferramentas de análise desenvolvidas e testadas de forma satisfatória durante a operação do protótipo. No primeiro tema deste trabalho abordamos o anel corretor do telescópio de fuorescência. Faremos uma rápida descrição do processo de construção na fábrica Schwantz em Indaiatuba e mostraremos um estudo detalhado da eficiência do anel corretor baseado em fotos da estrela Vega tiradas em um dos telescópios do Observatório Auger. Em seguida, descreveremos o programa de simulação de luz de fluorescência por nós desenvolvido a partir do programa CORSIKA. Novas rotinas foram introduzidas no CORSIKA para gerar fótons de .uorescência a partir de cada partícula carregada no chuveiro. Esta abordagem permite, pela primeira vez, uma descrição tridimensional da emissão de luz de fluorescência no chuveiro. Utilizando nosso simulador foi possível estudar a possibilidade de detectarmos a distribuição lateral de um chuveiro atmosférico com os telescópios de fluorescência do Observatório Auger. Uma estimativa da capacidade de medida será apresentada no Capítulo 4. Por último apresentaremos a descrição de um método de reconstrução da direção de chegada do chuveiro utilizando simultaneamente dados dos tanques com água e dos telescópios de .uorescência. Esta técnica híbrida foi re-estudada a partir de novos programas de reconstrução e detalhadas simulações dos detectores. Esta reconstrução por nós desenvolvida foi utilizada para determinar a resolução da técnica para diferentes energias, diferentes partículas primárias e diferentes suposições de descrição do chuveiro. O mesmo programa foi utilizado para produzir uma taxa de elongação preliminar com os dados do protótipo / Abstract: This work is devoted to the construction and the beginning of the data analysis of the Auger Observatory. The choice of the subject for this thesis illustrates our belief in the people involved in this International Collaboration of 19 countries and shows our judgment about the importance of the questions to be answered by this experiment. Unfortunately, this thesis ends before the Observatory had time to detect enough events to produce significant physical results. However, we expect to show in this essay that the instruments have been understood and the analysis tools have been developed and tested satisfactorily during the operation of the prototype. The first subject of this work is the corrector ring of the fluorescence telescopes. We are going to quickly describe the construction of the lenses in the Schwantz Industry (Brazil) and we are going to show a detailed study of the efficiency of the ring based on pictures of the Vega star taken in one of the telescopes of the Auger Observatory. In addition, a new program to simulate fluorescence light is going to be described. We have incorporated new routines into the CORSIKA program in order to generate fluorescence photons for each charged particle in the shower. This approach allows a tridimensional description of the emission of photons never done in the past. As a application of this program we have determined the possibility of measuring the lateral profile of extensive air showers with the Auger Telescopes. As last, we are going to discuss a reconstruction method of the direction of the shower using simultaneously data from the fluorescence telescopes and the water tanks. The hybrid technique has been re-studied with new reconstruction and detailed detector simulation programs. The reconstruction program we have developed was used to determine the reconstruction resolution for various energies, diÿerent primary particles and diÿerent description of the showers. The same program was also used to produce a preliminary elongation rate for the data detected by the prototype / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carola Dobrigkeit Chinellato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:59:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_HenriquedeMeloJorge_D.pdf: 4495381 bytes, checksum: 9c5be9e5cb225ae2cbd3be46f3aca1c1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Nos últimos anos, a busca por soluções para os vários mistérios relacionados à radiação cósmica tem se intensificado. Entre os tópicos mais interessantes estão a existência de um corte no espectro de energia, a possível anisotropia das fontes e os mecanismos de propagação dos raios cósmicos de energia ultra alta. O Observatório Pierre Auger foi concebido para solucionar estes mistérios. Diferentemente de outros experimentos, ele utiliza uma técnica de detecção híbrida, combinando detectores de superfície e de fluorescência. A calibração cruzada entre os detectores possibilitará uma grande precisão na determinação da direção de chegada e da energia dos chuveiros. Neste trabalho estudamos o depósito de energia na atmosfera visando uma redução dos erros sistemáticos envolvidos na reconstrução dos eventos. Parametrizamos a energia do primário em função da energia calorimétrica. Nossos resultados reduziram a energia reconstruída pelos detectores de fluorescência em ~ 5%. Descrevemos nosso código de Monte Carlo para a produção da luz de fluorescência dentro do CORSIKA. Determinamos a capacidade dos detectores de fluorescência de distinguir a distribuição lateral do chuveiros. Nossos resultados mostram, para energia de 10 19 eV, que os telescópios utilizados no Auger só conseguem distinguir a distribuição lateral de eventos localizados a menos que 8 km / Abstract: In the last years, the quest to unravel the many mysteries related to the cosmic radiation has been intensified. Amongst the most interesting topics are the existence of a cut in the cosmic ray spectrum, the possible anisotropy of the sources and the propagation of the ultra high energy cosmic rays. The Pierre Auger Observatory has been conceived to solve these mysteries. Differently from other experiments, a hybrid technique is being used combining surface and fluorescence detectors. The cross calibration between both detectors will allow for a great precision in the determination of the showers' arrival direction and energy. In this work we study the energy deposition in the atmosphere aiming for a reduction in the systematic errors in the event reconstruction. We parametrized the primary energy as a function of the calorimetric energy. Our results reduced the energy reconstructed by the fluorescence detectors by ~ 5%. We describe our Monte Carlo code for the production of fluorescence photons in the CORSIKA framework. We determined the sensitivity of the fluorescence telescopes to the shower lateral distribution. For an energy of 10 19 eV, our results show that the telescopes used in Auger are able to distinguish the lateral distribution for events closer than 8 km / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Armando Turtelli Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-24T17:29:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kemp_Ernesto_M.pdf: 6181124 bytes, checksum: adce242f9e6a4b118f49592732d8c2be (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: São descritos os principais aspectos da evolução estelar relacionados à ocorrência de colapsos gravitacionais estelares e de supernovas e apresentados os principais modelos que descrevem a emissão de neutrinos nesse tipo de evento cósmico. É feita também uma descrição detalhada do experimento LVD, que tem por objetivo principal a detecção de neutrinos de colapsos estelares. Os modelos de emissão neutrínica acima citados são usados como referência no cálculo do número de eventos esperados no LVD para um colapso localizado no centro da Galáxia. Considerando a proporção entre o número de eventos em diferentes canais de detecção do LVD e a energia média do espectro esperado, é possível estabelecer critérios para identificação do espectro de emissão e estimar seus parâmetros. Foram simuladas distribuições de energia dos eventos esperados, com a inserção de flutuações estatísticas e experimentais. O teste de hipóteses de Kolmogorv-Smirnov foi aplicado sobre os espectros simulados, mostrando que o experimento LVD é sensível o suficiente para permitir a estimativa dos parâmetros do espectro de emissão / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Jose Bellandi Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoi_AdrianaLimade_D.pdf: 1417579 bytes, checksum: 0f1275c3057b9705470aa1e3a787dcac (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: São obtidas seções de choque totais próton-próton em baixas energias, usando dados experimentais de fluxos de raios cósmicos e em altas energias, usando dados de chuveiros extensos (EAS). Para baixas energias, os resultados são compatíveis com os dados de aceleradores; para a região de altíssimas energias, onde não existem dados de aceleradores, os resultados não violam o limite de Froissart para seções de choque totais / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências