Búsqueda de alineamiento inducido por fuerzas magnéticas en la dirección de arribo de rayos cósmicos con los datos del Observatorio Pierre Auger
Los rayos cósmicos ultra-alta energía son protones, núcleos de Helio y otros núcleos más pesados, hasta el Hierro, que llegan a la Tierra desde todas las direcciones con energías desde los 10"18 eV hasta los 10"20 eV (¡aprox. 16 J en una sola partícula!). Debido a que son partículas con ca...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2023
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1249/3/1San_Martin.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Los rayos cósmicos ultra-alta energía son protones, núcleos de Helio y otros núcleos más pesados, hasta el Hierro, que llegan a la Tierra desde todas las direcciones con energías desde los 10"18 eV hasta los 10"20 eV (¡aprox. 16 J en una sola partícula!). Debido a que son partículas con carga eléctrica, se deflectan en los campos magnéticos galácticos y extragalácticos, por lo que sus direcciones de arribo no apuntan a la posición de sus fuentes (esta deflexión es menor a medida que aumenta su rigidez E/Z).
El Observatorio Pierre Auger fue diseñado con el objetivo de esclarecer el origen de las partículas con ultra-alta energía E ≳ 1 EeV, (1 EeV ≡ 10"18 eV) entre otros. Expandiéndose en un área de 3000km2, se utiliza para estudiar las lluvias de partículas generadas por el impacto de los rayos cósmicos con la atmósfera, aprovechándose de un diseño híbrido que permite estimar la energía de la partícula con muy buena precisión. Este consiste de un arreglo de detectores de superficie, con los cuales se detectan directamente las partículas secundarias, y una serie de detectores de fluorescencia, telescopios con los cuales se observa la radiación electromagnética emitida por la excitación de la atmósfera producida por las lluvias de partículas.
En este trabajo se analizaron eventos con energías mayores a 40 EeV con el objetivo de determinar fuentes puntuales de los rayos cósmicos de ultra-alta energía. Suponiendo que existen una o más fuentes diferentes del promedio que puedan acelerar protones o He a estas energías, se espera que la deflexión en las direcciones de arribo de los rayos cósmicos provenientes de estas fuente con respecto a la posición en el cielo de la misma sea en un solo sentido y proporcional a la inversa de su energía. A los conjuntos que
cumplieran con estas características, se los llamó multipletes. A partir de simulaciones de multipletes de He, se realizó un estudio de la sensibilidad del método para determinar los parámetros óptimos y se analizó el desempeño del mismo. Implementando dos estrategias: una búsqueda en todo el cielo y otra alrededor de galaxias candidatas a ser posibles fuentes, se aplicó el método a los datos observacionales. Se reportaron los resultados y se lo comparó con simulaciones de cielos isotrópicos. No se encontraron
evidencias estadísticamente significativas de la existencia de multipletes.
Se estudió la sensibilidad del método frente a un escenario con estadística reducida, el cual representa una situación en la que se elijen solo los eventos livianos, y se encontraron resultados prometedores.
Suponiendo que, efectivamente, existe una fuente que pueda emitir He a las energías consideradas, esta también debería emitir otras partículas con rigidez similar. En especial, se buscó extender los multipletes encontrados anteriormente (con la suposición de
que alguno de los mismo sea real y esté formado por He) con eventos de menor energía, 20 EeV ≤ E < 40 EeV (con la suposición que dichos eventos fuesen protones acelerados por la misma fuente). Esta extensión se realizó para los multipletes con las dos mayores multiplicidades de la búsqueda en todo el cielo y el de mayor multiplicidad para cada una de las posibles fuentes estudiadas. Se reportaron los resultados y no se encontró ninguna evidencia estadísticamente significativa de la presencia de multipletes.
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