Sistema de Submissão de Resumos, II ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA - 2012 (ENCERRADO)

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Introdução à física de astropartículas
Wellington Luiz Ribeiro, Célio A. Moura

Última alteração: 2012-11-12

Resumo


Introdução: Raios cósmicos são partículas elementares de altas energias que vêm de fora da Terra e nos bombardeiam a cada instante. Acredita-se que os raios cósmicos de maiores energias vêm de supernovas, núcleos ativos de galáxias e surtos de raios gama. Partículas com energias de cerca de 1020 eV (1eV= 1,6x10-19 J) chegam à Terra. Porém, a energias superiores a 4x1019 eV os raios cósmicos podem interagir com a Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas, fazendo com que percam parte significativa de sua energia antes de chegarem à nós. Apesar dos avanços significativos que estão sendo feitos com o auxílio do Observatório Pierre Auger e outros experimentos, as fontes dos raios cósmicos de altíssimas energias continuam sendo uma incógnita. Para podermos estudar as propriedades dos raios cósmicos, detectamos partículas vindas de chuveiros atmosféricos extensos (CAEs) e estudamos suas componentes. Um CAE é formado através da interação de um raio cósmico com a atmosfera, seguida de várias outras interações e decaimentos. Objetivos: Este trabalho teve como objetivo estudar raios cósmicos, seus mecanismos de aceleração e seu espectro de energia. Metodologia: Estudos de textos de divulgação científica, partes de artigos sobre raios cósmicos, realização de cálculos simples explicando algumas características da radiação cósmica e simulações de eventos gerados na atmosfera pela interação de raios cósmicos. Resultados: Os estudos bibliográficos e discussões deram uma base sobre a física de astropartículas. O espectro de energia dos raios cósmicos é determinado aproximadamente por três diferentes leis de potência que mostram uma queda no números de partículas com o aumento da energia. As simulações ajudaram a identificar as componentes de um CAE, a saber: hadrônica, muônica e eletromagnética. Foi possível perceber que CAEs iniciados por fótons de baixas energias tem baixíssimas probabilidades de formação de componentes hadrônica e muônica. Os CAEs iniciados por prótons tiveram formações de componentes hadrônica e muônica. Conclusões : Notamos que o limite de propagação sem atenuação energética é de 100Mpc para prótons de altíssimas energias, o que deve-se à interação com a radiação cósmica de fundo. Apesar de não ter sido possível identificar o comportamento das componentes muônica e hadrônica nos CAEs devido às baixas energias usadas nas simulações, foi possível perceber a diferença de um CAE iniciado por um próton ou por um fóton (iniciados com energias entre 10¹³ e 10¹6 eV) através do número de hádrons e múons formados pelo CAE.