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Previous issue date: 2017-01-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Recent observations of solar flares at high-frequencies in radio and in the
medium infrared have provided evidence of a new spectral component with fluxes
increasing with frequency in the sub-𝑇𝐻𝑧 to 𝑇𝐻𝑧 range. This new component occurs
simultaneously but is separated from the well-known microwave spectral component
that has a maximum at frequencies of order of tens of 𝐺𝐻𝑧, resulting in a doublespectrum
structure. Several mechanisms based on different emission processes have
been proposed to interpret the new 𝑇𝐻𝑧 spectral component but its origin still
remains unknown. The aim of this work is to study the mechanisms of production of
secondary electrons and positrons in high-energy nuclear processes (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) which
occur in solar flares and its possible contribution to the 𝑇𝐻𝑧 spectral component via
the emission of gyrosynchrotron/synchrotron radiation. We also discuss the possible
contribution of low-energy secondary electrons (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 ) to the microwave
spectrum of intense events. Using the package FLUKA, a Monte Carlo simulator for
calculations of particle transport and interactions in matter, we obtain the energy
distributions for secondary electrons and positrons generated by collisions between
accelerated protons or 𝛼-particles and nuclei from the ambient solar atmosphere. We
consider a simple model for the ambient solar atmosphere and beams of accelerated
protons or 𝛼-particles with power-law energy distribution and different angular
distributions. The emission spectrum of gyrosynchrotron/synchrotron radiation is
obtained by summing the contributions to the total flux density from the secondary
electrons and positrons, calculated using a code based on Ramaty’s algorithm from
the respective distributions of energy obtained with FLUKA. / Observações recentes de explosões solares em altas frequências de rádio e no
infravermelho médio têm fornecido evidências de uma nova componente espectral
com fluxos crescentes com a frequência na faixa de sub-𝑇𝐻𝑧 a 𝑇𝐻𝑧. Essa nova
componente ocorre simultaneamente mas é separada da bem conhecida componente
espectral em micro-ondas que exibe fluxos com máximo em frequências da ordem de
dezenas de 𝐺𝐻𝑧, resultando em uma estrutura de duplo-espectro. Vários mecanismos
baseados em diferentes processos de emissão têm sido propostos para interpretar
a nova componente espectral 𝑇𝐻𝑧 mas sua origem continua ainda desconhecida.
O objetivo deste trabalho é estudar os mecanismos de produção de elétrons e
pósitrons secundários em processos nucleares de alta energia (∼ 𝐺𝑒𝑉 ) que ocorrem
em explosões solares e sua possível contribuição para a componente espectral 𝑇𝐻𝑧 por
meio da emissão de radiação girossincrotrônica/sincrotrônica. Também discutimos
a possível contribuição de elétrons secundários de baixa energia (∼ 0.1 − 10 𝑀𝑒𝑉 )
para o espectro em micro-ondas de eventos intensos. Utilizando o pacote FLUKA,
um simulador Monte Carlo para cálculos do transporte e das interações de partículas
na matéria, obtemos as distribuições de energia de elétrons e pósitrons secundários
gerados por colisões entre prótons ou partículas-𝛼 acelerados e núcleos da atmosfera
solar ambiente. Consideramos um modelo simples para a atmosfera solar ambiente e
feixes de prótons ou partículas-𝛼 acelerados com distribuição de energia do tipo lei
de potência e diferentes distribuições angulares. O espectro de emissão de radiação
girosincrotrônica/sincrotrônica é obtido somando-se as contribuições para a densidade
de fluxo total devidas a elétrons e pósitrons secundários, calculadas utilizando-se
um código baseado no algoritmo de Ramaty a partir das respectivas distribuições de
energia obtidas com o FLUKA.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.mackenzie.br:tede/3177 |
| Date | 27 January 2017 |
| Creators | Serra, Jordi Tuneu |
| Contributors | Szpigel, Sérgio, Castro, Guillermo Giménez de, Raulin, Jean-Pierre, Simões, Paulo José de Aguiar |
| Publisher | Universidade Presbiteriana Mackenzie, Ciências e Aplicações Geoespaciais, UPM, Brasil, Escola de Engenharia Mackenzie (EE) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie, instname:Universidade Presbiteriana Mackenzie, instacron:MACKENZIE |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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