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Type: TESE
Title: Perfil longitudinal de CAE's : flutuações, simulação híbrida e a dependência de modelos de interações hadrônicas
Author: Ortiz, Jeferson Altenhofen
Advisor: Escobar, Carlos Ourivio, 1948-
Abstract: Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar um código de simulação por Monte Carlo do perfil longitudinal de chuveiros atmosféricos extensos, dando-se ênfase a chuveiros com energias extremamente altas (>10 18 eV). Este código consiste em um método híbrido de simulação, baseado em chuveiros piônicos pré-simulados e em uma técnica recursiva, o qual calcula com eficiência e rapidez o desenvolvimento de chuveiros atmosféricos, possibilitando prever o perfil longitudinal médio do chuveiro, o número de múons ao nível de observação experimental acima de vários limiares de energia, explorar as propriedades dos chuveiros e investigar a influência dos modelos de interações hadrônicas nas grandezas observadas em um experimento de raios cósmicos. O método híbrido permite simular um número grande de chuveiros com energias extremamente altas e obter informações importantes referentes às flutuações das componentes eletromagnética e hadrônica de chuveiros. No primeiro capítulo pretende-se fornecer um entendimento sobre raios cósmicos, a dificuldade das investigações realizadas, de que modo estas partículas cósmicas induzem os chuveiros atmosféricos extensos e como os chuveiros se desenvolvem na atmosfera. A física necessária para compreensão mais aprofundada deste fenômeno atmosférico e de seu desenvolvimento longitudinal é explorada no segundo capítulo. No terceiro capítulo é apresentado o método híbrido para simulação de chuveiros por Monte Carlo, bem como suas possíveis aplicações. São apresentadas as principais características de chuveiros atmosféricos induzidos por prótons com energias até 10 20;5 eV, comparando as previsões dadas por diferentes modelos de interações hadrônicas. A influência dos modelos de interações hadrônicas na evolução do chuveiro, em particular na taxa de elongação, é discutida. A aplicabilidade de aproximações analíticas para a multiplicidade muônica em função da energia também é investigada. Por fim, o trabalho é sumariado, discutindo-se os pontos mais importantes, as limitações e a eficácia do método híbrido, bem como as aplicações futuras

Abstract: The goal of this thesis is present a fast one dimensional hybrid method by Monte Carlo scheme to efficiently simulate the longitudinal development of extensive air showers up to the highest observed energies (>10 18eV). Based on precalculated pion showers and a bootstrap technique, the method predicts the average shower profile, the number of muons at detector level above several en-ergy thresholds as well as the investigation of many air shower properties and the influence of the hadronic interaction models on shower observables. The hybrid method allows the collection of sufficiently high Monte Carlo statistics without losing important information about the fluctuations of the electromagnetic and hadronic components of the shower. This thesis is structured as follows. Chapter one intends to provide a brief explanation about cosmic rays, obstacles in cosmic rays investigation and detection, and how such cosmic particles might generate extensive showers in the atmosphere. In chapter two it supplies the necessary physics to understand very carefully this atmospheric phenomenon and its longitudinal development. Chapter three describes the hybrid method, demonstrates the self-consistency of the method, and shows some possible applications. It is applied the hybrid method to proton induced showers at fixed energy up to 1020;5 eV providing predictions from different hadronic interaction models. In addition the elongation rate theorem is discussed in terms of the different hadronic models and their influence on shower evolution in the atmosphere. An alternative muon multiplicity parametrization is also investigated. Chapter four summarizes the results, examining some weak points and important applications as well as further investigations
Subject: Chuveiros de raios cósmicos
Monte Carlo, Método de
Partículas (Física nuclear)
Interações hadrônicas
Interações eletromagnéticas
Pions
Kaons
Elétrons
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2002
Appears in Collections:IFGW - Dissertação e Tese

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