Simulação da razão de carga de múons atmosféricos utilizando o CORSIKA
dc.contributor.advisor1 | Gomes, Ricardo Avelino | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6538341799051577 | |
dc.contributor.referee1 | Gomes, Ricardo Avelino | |
dc.contributor.referee2 | Peixoto, Carlos José Todero | |
dc.contributor.referee3 | Valdiviesso, Gustavo do Amaral | |
dc.contributor.referee4 | Tognini, Stefano Castro | |
dc.contributor.referee5 | Braghin, Fábio Luis | |
dc.creator | Paulo Júnior, Ademar | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0621884204919606 | |
dc.date.accessioned | 2023-11-01T11:48:01Z | |
dc.date.available | 2023-11-01T11:48:01Z | |
dc.date.issued | 2023-10-18 | |
dc.description.abstract | The muon charge ratio, $R_{\mu} = N_{\mu^{+}}/N_{\mu^{-}}$, is a quantity that can be measured both at at different altitude levels from Earth's surface and in underground experiments. The muons result from the hadronic interactions developed in extensive air showers (EAS) created from the interaction of cosmic rays with nuclei in the atmosphere. The muon charge ratio allows obtaining important information both from the point of view of physics involving cosmic rays, and from the study of the ratio between neutrinos and antineutrinos, $\nu/\bar{\nu}$, since their production is directly connected to the muons. The present work is a study using Monte Carlo simulations of EAS produced by cosmic rays with energy between 100 and $10^{6}$ GeV generated by CORSIKA, using the high energy hadronic interaction models: QGSJETII-04, EPOS -LHC, DPMJET III, SYBILL 2.3c, VENUS and QGSJET01-C. EAS were simulated separately with protons as primaries and He nuclei, and these datasets were combined in the performed analyses. Simulations aimed to verify which one of these hadronic interaction models are able to reproduce the expected behavior for the energies involved considering the increase of $R_{\mu}$ due to the contribution of the kaons to the EAS. It was observed that, to the set formed by protons and He nuclei, with the exception of DPMJET, the other models reproduce an increase in $R_{\mu}$ as a function of the energy of the muons on the surface $E_{\mu }\cos\theta^{*}$. However, when compared to the data obtained in the MINOS, OPERA and CMS experiments, the results, in general, does not reproduce the increase in $R_{\mu}$. Our results show that it would be useful to improve these models so that they can reproduce the expected behavior of the muon charge ratio. | eng |
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dc.description.resumo | A razão de carga dos múons atmosféricos, $R_{\mu} = N_{\mu^{+}}/N_{\mu^{-}}$, é uma grandeza que pode ser medida a diferentes níveis de altitude da superfície da Terra e em experimentos subterrâneos. Esses múons são resultantes das interações hadrônicas que se desenvolvem nos chuveiros atmosféricos extensos (EAS) criados a partir da interação dos raios cósmicos com os núcleos na atmosfera. A razão de carga permite obter informações importantes tanto do ponto de vista da Física envolvendo os raios cósmicos, quanto do estudo da razão entre neutrinos e antineutrinos, $\nu/\bar{\nu}$, uma vez que a produção desses é diretamente ligada a dos múons. O presente trabalho consiste em um estudo utilizando simulações de Monte Carlo de EAS produzidos por raios cósmicos com energia entre 100 e $10^{6}$ GeV gerados pelo CORSIKA, utilizando os modelos de interação hadrônica de altas energias: QGSJETII-04, EPOS-LHC, DPMJET III, SYBILL 2.3c, VENUS e QGSJET01-C. Foram simulados, separadamente, EAS tendo prótons e núcleos de He como primários, sendo combinados tais conjuntos de dados nas análises realizadas. As simulações tiveram por objetivo verificar quais modelos de interação hadrônica conseguem reproduzir o comportamento esperado para as energias envolvidas tendo em vista o aumento de $R_{\mu}$ devido à contribuição dos káons aos EAS. Observou-se que, no caso do conjunto formado por prótons e núcleos de He, com exceção de DPMJET, os demais modelos conseguem reproduzir um aumento em $R_{\mu}$ em função da energia dos múons na superfície $E_{\mu}\cos\theta^{*}$. Entretanto, quando comparados com dados obtidos nos experimentos MINOS, OPERA e CMS, os resultados, de modo geral, não conseguem reproduzir quantitativamente o aumento em $R_{\mu}$. Esse resultado mostra a necessidade de aprimoramento dos modelos para que os mesmos consigam reproduzir o comportamento esperado para a razão de carga. | |
dc.identifier.citation | PAULO JUNIOR, A. Simulação da razão de carga de múons atmosféricos utilizando o CORSIKA. 2023. 157 f. Tese (Doutorado em Física) - Instituto de Física, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2023. | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13109 | |
dc.language | por | |
dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | |
dc.publisher.country | Brasil | |
dc.publisher.department | Instituto de Física - IF (RMG) | |
dc.publisher.initials | UFG | |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Fisica (IF) | |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
dc.subject | Raios cósmicos | por |
dc.subject | EAS | por |
dc.subject | CORSIKA | por |
dc.subject | Razão de carga de múons | por |
dc.subject | Cosmic rays | eng |
dc.subject | Muon charge ratio | eng |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::AREAS CLASSICAS DE FENOMENOLOGIA E SUAS APLICACOES::MECANICA, ELASTICIDADE E REOLOGIA | |
dc.title | Simulação da razão de carga de múons atmosféricos utilizando o CORSIKA | |
dc.title.alternative | Simulation of atmospheric muon charge ratio using CORSIKA | eng |
dc.type | Tese |
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