Simulação da razão de carga de múons atmosféricos utilizando o CORSIKA

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dc.contributor.advisor1Gomes, Ricardo Avelino
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6538341799051577
dc.contributor.referee1Gomes, Ricardo Avelino
dc.contributor.referee2Peixoto, Carlos José Todero
dc.contributor.referee3Valdiviesso, Gustavo do Amaral
dc.contributor.referee4Tognini, Stefano Castro
dc.contributor.referee5Braghin, Fábio Luis
dc.creatorPaulo Júnior, Ademar
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0621884204919606
dc.date.accessioned2023-11-01T11:48:01Z
dc.date.available2023-11-01T11:48:01Z
dc.date.issued2023-10-18
dc.description.abstractThe 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
dc.description.provenanceSubmitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2023-10-31T18:51:35Z workflow start=Step: editstep - action:claimaction No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: 4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347 (MD5) Tese - Ademar Paulo Junior - 2023.pdf: 3728776 bytes, checksum: 4998b89fea83ccb66ff8ddb0167eed14 (MD5)en
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dc.description.resumoA 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.citationPAULO 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.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13109
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentInstituto de Física - IF (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Fisica (IF)
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectRaios cósmicospor
dc.subjectEASpor
dc.subjectCORSIKApor
dc.subjectRazão de carga de múonspor
dc.subjectCosmic rayseng
dc.subjectMuon charge ratioeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::AREAS CLASSICAS DE FENOMENOLOGIA E SUAS APLICACOES::MECANICA, ELASTICIDADE E REOLOGIA
dc.titleSimulação da razão de carga de múons atmosféricos utilizando o CORSIKA
dc.title.alternativeSimulation of atmospheric muon charge ratio using CORSIKAeng
dc.typeTese

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