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Ver el documento (formato PDF)   Bauleo, Pablo M..  "TANGO ARRAY : un experimento de rayos cósmicos en el rango de energía entre 10"  (2001)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Los rayos cósmicos inciden sobre la Tierra desde todas las direcciones y con un flujo medio que es extremadamente constante en el tiempo. Su espectro de energía cubre desde los ~ 100 keV hasta ~ 10(20) eV. Si la energía del rayo cósmico es lo suficientemente elevada, al incidir sobre la atmósfera terrestre genera una cascada de partículas secundarias. Estas partículas pueden ser registradas por un conjunto de detectores ubicados en el nivel del suelo. para medir la cascada y obtener información sobre la dirección del rayo cósmico y su energia. Por otra parte, estas partículas secundarias al desplazarse por la atmósfera inducen la omisión de fotones de fluorescencia en el nitrógeno atmosférico. Estos fotones pueden ser colectados también ser usados para la detección de la cascada. Actualmente se encuentra en construcción el Observatorio Pierre Auger, cuyo objetivo es el estudio de rayos cósmicos con energías mayores a ~ 5 x 1018 eV. El método de detección propuesto incluye detectores de superficie (detectores de Efecto Cerenkov en agua) para el registro de las partículas secundarias y telescopios para la detección de los fotones de fluorescencia. Este trabajo presenta el diseño y los resultados obtenidos mediante dos sistemas de monitoreo de la transparencia atmosférica para el Observatorio Auger, así como diversos estudios realizados sobre un detector de superficie prototipo, el estudio del lóbulo de reflexión difusa del recubrimiento interno de los detectores, la propuesta de un método de calibración para todos los detectores del Observatorio, una configuración alternativa para el recubrimiento interno, etc. El principal esfuerzo de este trabajo estuvo dirigido al montaje, en Buenos Aires, de un mnjunto de 4 detectores de partículas para la detección de cascadas generadas por rayos cósmicos con energías del orden de ~ 10 15 eV. En este trabajo se describen las detalladas simulaciones numéricas realizadas para caracterizar la respuesta del conjunto de detectores frente al arribo de una cascada de partículas. Estas simulaciones incluyen el desarrollo de la cascada cn la atmósfera, la detección por parte de los detectores de la misma y la digitalización de la señal. Se describen los códigos que se desarrollaron para la reconstrucción de la dirección de arriba y estimación de la energia del rayo cósmico primario, los cuales fueron comparados con los datos simulados y empleados en el analisis de los resultados obtenidos con el conjunto de detectores. También se incluyo una descripción del diseño, construcción y operación del conjunto de detectores, incluyendo el sistema de toma de datos especialmente desarrollado para el mismo evaluando la estabilidad de funcionamiento del sistema lo largo del tiempo de operación. Finalmente, el análisis de los datos obtenidos con el arreglo de detectores incluye la asignación dc energías para los rayos cósmicos registrados, el estudio de anisotropías en la dirección dc arribo de los mismos y la determinación del flujo de rayos cósmicos en el rango de energias entre 10 14 eV y 7 x 10 15 eV.

Abstract:
The cosmic rays hit the Earth from all directions with a mean flux that is extremely constant in the time. Its energy spectrum range from ~ 100 keV to ~ 10 20 eV; If energy of the cosmic ray is high enough, its interaction with the Earth’s atmosphere originates a cascade of secondary particles. If these particles are recorded by an array of detectors located at ground level, the information can be used to obtain the cosmic ray’s arrival direction and energy. On the other hand, those particles moving trough the atmosphere, induce fluorescence photons in the atmospheric nitrogen. These photons also, can be used to detect and reconstruct the cascade Currently the Pierre Anger Observatory is under construction. Its objective is the study of cosmic rays with energies higher than ~ 5 x 10 18 eV by by measuring the secondary particles cascades produced by the cosmic ray. The proposed detection method includes surface detectors (water Cerenkov detectors) and telescopes for detection of the fluorescence photons. This work describes the design and characteristics results of two atmospheric monitoring systems for the Auger Observatory as well as several studies performed with a surface detector prototype, such as characterization of the difuse reflectivity lobe of the internal liner, the develpment and proposal of an an absolute calibration method for all detectors of the Observatory, an alternative configuration of the internal liner, etc. The main effort of this work was focused on an array of 4 detectors, installed in Buenos Aires for detection of the secondary particles of the cascades generated by cosmic rays with energies ~ 10 15 eV. The results of the detailed numerical simulations performed to characterize the performance of the array are presented. These simulations include the development of the cascade through the atmosphere, the response of the detectors to the secondary particles and the digitalization of their signals. Reconstruction codes to obtain the energy and arrival direction of the cosmic rays have been developed and are described in this report. They were tested with the simulated data and later used in the analysis of the cosmic ray data obtained with the array. A description of the design, construction and operation of the array is reported, including the data adquisition system which has been developed for the present work. The time stability of the array is discussed. Finally. the data analysis includes the energy asignement of the detected cosmic ray, the study of anistropies in the arrival directions of the cosmic rays and their energy spectrum.

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Registro:
Título : TANGO ARRAY : un experimento de rayos cósmicos en el rango de energía entre 10     =    TANGO ARRAY. A cosmic ray experiment in the energy range between 10
Autor : Bauleo, Pablo M.
Director : Filevich, Alberto
Año : 2001
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Física
Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Laboratorio Tandar
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3385_Bauleo
Idioma : Español
Area Temática : 
Palabras claves : RAYOS COSMICOS; EFECTO CERENKOV; COSMIC RAYS; CERENKOV EFFECT
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