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Item Desenvolvimento e construção de protótipo da estrutura dos telescópios do CTA(2017-05-25) Souza Filho, Luiz Vitor deEste projeto tem como intuito desenvolver e construir uma estrutura mecânica sofisticada para os telescópios do Cherenkov Telescope Array (CTA). O CTA é uma colaboração internacional que tem como intuito construir a nova geração de telescópios terrestres sensíveis à radiação gama para estudar astrofísica de partículas cósmicas. Pretende-se construir uma centena de telescópios de três configurações distintas para estudar os raios gama com energia entre 10 GeV e 100TeV. Telescópios terrestres para astronomia gama constituem uma técnica comprovada que tem produzido resultados importantes nas últimas duas décadas. O experimento CTA, o qual possuirá 10 vezes mais sensibilidade que quaisquer dos telescópios de raios gama existentes,encontra-se na fase de estudo das configurações e potencialidades. Em 2013 serão construídos os primeiros protótipos e a construção do experimento deverá começar em 2014. Recentemente, um grupo de pesquisadores brasileiros (IFSC e UFABC), elaborou um projeto conceitual de uma estrutura mecânica para os telescópios do CTA quefoi aprovado pela colaboração internacional. A elaboração do projeto conceitual foi apoiada pela FAPESP através do Auxílio Regular de número 2010/19514-6. O pedido aqui apresentado refere-se a continuação deste trabalho para a realização de um desenho detalhado da estrutura e construção de um protótipo. A participação da colaboração brasileira na construção dos telescópios visa garantir o acesso aos dados que serão gerados pelo CTA que constituirão o conjunto de informações mais importante em astrofísica de partículas nas próximas duas décadas.Item Busca indireta de matéria escura com o detector AMS-02(2017-05-25) Vecchi, ManuelaA busca por antimatéria primordial e a compreensão da natureza da matéria escura são dois dos temas mais fascinantes em aberto na física moderna. O estudo destes temas através da detecção de raios cósmicos constituem os pilares centrais desta proposta. Os modelos teóricos preveem um fluxo significativo de pósitrons e anti prótons produtos na aniquilação da matéria escura, que poderiam ser detectados por possuírem um espectro de energia muito diferente do produzido em fontes astrofísicas. Partículas aceleradas em fontes astrofísicas são geradas com espectros contínuos em forma de lei de potência, enquanto que o espectro decorrente da aniquilação de matéria escura mostraria um corte abrupto caracterizado pela massa das partículas de matéria escura. O presente projeto propõe a criação de um novo grupo de pesquisa no Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP) focado na busca de matéria escura em raios cósmicos. Este projeto viabilizará a inclusão do IFSC-USP como a primeira instituição da América do Sul membro da colaboração AMS-02, que projetou e construiu um detector em operação no espaço há três anos. A principal atividade do grupo no IFSC-USP será a análise dos dados coletados pelo AMS. Usando sofisticados algoritmos de computador, desenvolveremos contribuições originais referentes à identificação de partículas e redução de ruído nos sinais medidos pelo AMS. Em paralelo, a interpretação fenomenológica dos resultados do AMS também será realizada, visando contribuir para o nosso conhecimento da matéria escura.Item Raios cósmicos de altas energias(2017-05-17) Souza Filho, Luiz Vitor deO presente plano de trabalho propõe a elaboração de uma central de análise em astrofísica de partículas dedicada ao Observatório Pierre Auger. O intuito deste projeto é o de oferecer a colaboração brasileira neste experimento a melhoria das capacidades computacionais e o de proporcionar as condições necessárias para a criação de um grupo de pesquisa em raios cósmicos no Instituto de Física da USP em São Carlos (IFSC-USP). A determinação da composição das partículas é um problema central para a interpretação de qualquer resultado de astrofísica de partículas, no entanto, as técnicas de identificação da partícula primária do chuveiro atmosférico extenso são ainda incipientes. Por isso, o foco do trabalho em São Carlos será neste tema, onde contribuiremos na elaboração de métodos de reconstrução da identidade da partícula primária dos eventos medidos pelo Observatório Auger, na interpretação fenomenológica destes resultados e no estudo da potencialidade de experimentos futuros. A condição fundamental para a realização deste projeto é a aquisição de um conjunto de computadores e os benefícios decorrentes dele incluem a expansão de uma área de pesquisa a um centro emergente em astrofísica de partícula no Estado de São Paulo, bem como, a consolidação de um projeto que tem contado com grande apoio da FAPESP.Item Design e construção do protótipo do Cherenkov Telescope Array Observatory(2017-05-17) Souza Filho, Luiz Vitor deEste projeto tem como intuito garantir a participação de pesquisadores do Estado de São Paulo nos esforços de design e construção do Cherenkov Telescope Array (CTA) Observatory. O CTA é uma colaboração internacional que tem como intuito construir uma nova geração de telescópios terrestres sensíveis à radiação gama para estudar astrofísica de partículas cósmicas entre outros. Pretende-se construir uma centena de telescópios de três configurações distintas para estudar os raios gama com energia entre 10 GeV e 100 TeV. Telescópios terrestres para astronomia gama constituem uma técnica comprovada que tem produzido resultados importantes nas últimas duas décadas. O experimento CTA, o qual possuirá 10 vezes mais sensibilidade que quaisquer dos telescópios de raios-gama existentes, encontra-se na fase de estudo das configurações e potencialidades, e da escolha de sítios. Em particular, a Argentina apresenta-se como forte candidata para sediar a instalação do arranjo no hemisfério sul. A transição para a construção de um protótipo deverá ocorrer em meados de 2011 e a construção do experimento deverá começar em 2013. Recentemente, um grupo de pesquisadores brasileiros abaixo listado foi aceito como membro da fase de construção do experimento. A participação brasileira dar-se-á em várias frentes, tais como, configuração dos telescópios através de simulações de Monte Carlo, desenvolvimento de pacotes para a análise de dados e da astrofísica das fontes emissoras. Graças à experiência dos pesquisadores brasileiros interessados no CTA em construir Observatórios de astrofísica de partículas, espera-se uma contribuição brasileira significativa na construção deste experimento. Sobretudo, considerando-se a possibilidade de que o CTA sul seja situado na Argentina, uma participação da indústria brasileira seria essencial para garantir o êxito da fase de construção. Nesta fase, a contribuição brasileira na construção dos telescópios pode, em princípio, dar-se na construção dos espelhos ou da estrutura mecânica dos telescópios. Contatos iniciais com indústrias nacionais já foram estabelecidos. Desta forma, este projeto tem como objetivo garantir a participação dos pesquisadores do Estado de São Paulo no CTA, propiciando aos mesmos: a) participar das reuniões da colaboração internacional do CTA, b) estabelecer contatos com a indústria nacional para definir itens a serem fabricados no Brasil, c) construir protótipos dos itens desenvolvidos no Brasil, testá-los e acoplá-los ao protótipo do telescópio e d) envolver-se nos esforços de simulações Monte Carlo e do desenvolvimento de softwares para análise dos dados.Item Influência da seção de choque na interpretação da composição de raios cósmicos ultra energéticos(2013-09-05) Soares, Hendrik MarquesA determinação da massa de raios cósmicos ultra energéticos é uma questão em aberto devido a flutuação natural da primeira interação e o desconhecimentos da seção de choque para altas energias (E > 1017 eV). Alguns estudos (1) mostraram que modificações sistemáticas das propriedades em interações hadrônicas interfere significativamente no desenvolvimento de chuveiros atmosféricos extensos e, consequentemente, provêm diferentes interpretações para os resultados de raios cósmicos. No limite de altas energias, pode ocorrer a saturação de glúons na superfície nuclear, o que resulta no aumento da seção de choque próton-próton e próton-núcleo em relação ao modelo de Glauber. A seção de choque cresce com a energia e está relacionada com a função de distribuição de probabilidade de encontrar um centro espalhado que é maior no modelo de saturação de glúons. Neste trabalho analisamos a seção de choque próton-ar e núcleo-ar para energias acima de 1018 eV usando a hipótese da saturação de glúons (2). Implementamos a saturação de glúons no modelos de interações hadrônicas de altas energia SIBYLL e estudamos o desenvolvimento do chuveiro atmosférico extenso usando o programa CORSIKA. Comparamos os resultados com a taxa de elongação medida pelo Observatório Pierre Auger. Concluímos mostrando o efeito da saturação de glúons na interpretação na composição da massa de raios cósmicos ultra energéticos.Item Raios cósmicos: de Victor Hess ao projeto Auger(2015-06-29) Escobar, Carlos OurivioOs Raios Cósmicos(RC), descobertos em 1912 por Victor Hess, vem desde então desafiando a criatividade e imaginação dos cientistas que procuram determinar sua natureza e origem, ou seja, do que são constituídos, onde são produzidos e como chegam até nós. Após uma introdução histórica em que revisou-se os principais marcos na investigação deste fenômeno, apresentamos o Observatório Auger, um projeto internacional cujo principal objetivo é investigar a região de energias elevadíssimas dos raios cósmicos, energias estas que superam em cem milhões de vezes as energias dos mais poderosos aceleradores terrestres, como os do Fermilab e Cern. Apresentamos também a mais recente descoberta do Observatório Auger, na qual demonstramos pela primeira vez que os RC de energias elevadíssimas são extra-galácticos, isto é, são produzidos fora da nossa galáxia.