Tese

Simulation of extensive air showers and its detection (2021)

• Authors:
  • Arbeletche, Luan Bonneau
  • Souza, Vitor de (Orientador)
• Autor USP: ARBELETCHE, LUAN BONNEAU - IFSC
• Unidade: IFSC
• Sigla do Departamento: FCI
• DOI: 10.11606/T.76.2021.tde-03092021-115317
• Subjects: RAIOS CÓSMICOS; RAIOS GAMA; FÍSICA DE ALTA ENERGIA
• Keywords: Chuveiros atmosféricos extensos; Cosmic rays; Extensive air showers; Raios gamma de altas energias; Very-high-energy gamma rays
• Agências de fomento:
  • Financiado pela FAPESP
  • Financiado pela CAPES
• Language: Inglês
• Abstract: Observatórios terrestres permitem a detecção da radiação cósmica em altas energias em um contexto de multi-mensageiros, incluindo raios cósmicos com energias acima de 1015 eV e raios gama com energias acima de 1010 eV. Experimentos atuais, tais como o Observatório Pierre Auger, e em fase de construção, como o Cherenkov Telescope Array (CTA), devem lidar com a interpretação de chuveiros atmosféricos extensos para reconstruir os fluxos de partículas que chegam na Terra. Neste cenário, o objetivo geral desta tese é contribuir para a melhoria das técnicas usadas na reconstrução das propriedades da partícula primária em medidas de chuveiros atmosféricos extensos. Em particular, três estudos individuais baseados em simulações de chuveiros são apresentados. Primeiro, faz-se um estudo da profundidade atmosférica na qual um chuveiro atinge seu máximo (Xmax). Determina-se a melhor forma funcional para descrever as distribuições de Xmax simuladas e, junto com duas funções alternativas, apresenta-se uma parametrização desta. Tem-se por objetivo neste estudo aperfeiçoar a reconstrução das abundâncias relativas de massas no fluxo primário de raios cósmicos ultraenergéticos (E0 > 1017 eV), bem como fornecer uma ferramenta prática para outros estudos que dependam das distribuições de Xmax. Em um segundo estudo, a distribuição angular de luz Cherenkov emitida por chuveiros atmosféricos extensos é parametrizada utilizando chuveiros simulados em uma ampla gama de energias: de 100 GeV a 1EeV. Para tal, uma forma funcional descrevendo a distribuição angular de fótons Cherenkov é construída usando argumentos analíticos e seus parâmetros são obtidos de forma a descrever os chuveiros simulados. A parametrização resultante pode ser utilizada na reconstrução de chuveiros tanto por detectores de fluorescência como por telescópios de imagem por Cherenkov atmosférico (IACT). No terceiro estudo, o conceito de uma técnica para medir Xmax usando IACTs é elaborado. Mostra-se que a técnica é capaz de fornecer uma resolução comparável àquela de detectores de fluorescência, permitindo estudos de composição primária em energias ao redor do joelho do espectro de raios cósmicos. Por último, o problema da descrição de interações hadrônicas é visitado no contexto do Observatório CTA. Faz-se uma análise baseada em simulações para determinar em que medida os parâmetros de imagem reconstruídos em IACs são influenciados por incertezas presentes em modelos de interações hadrônicas. Em seguida, calcula-se a incerteza sobre a curva estimada de sensibilidade do CTA devido a incertezas em modelos hadrônicos
• Imprenta:
  • Publisher place: São Carlos
  • Date published: 2021
• Data da defesa: 30.03.2021

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• Versão: publishedVersion
• Evidência: deprecated
• Status do Acesso Aberto: gold

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How to cite

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• ABNT

  ARBELETCHE, Luan Bonneau. Simulation of extensive air showers and its detection. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-03092021-115317/. Acesso em: 10 mar. 2026.

• APA

  Arbeletche, L. B. (2021). Simulation of extensive air showers and its detection (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-03092021-115317/

• NLM

  Arbeletche LB. Simulation of extensive air showers and its detection [Internet]. 2021 ;[citado 2026 mar. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-03092021-115317/

• Vancouver

  Arbeletche LB. Simulation of extensive air showers and its detection [Internet]. 2021 ;[citado 2026 mar. 10 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-03092021-115317/

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