Estudios de composición primaria en base a distribuciones temporales en el detector de superficie del Observatorio Pierre Auger

Abstract

El presente trabajo de tesis se enmarca dentro de las actividades de investigación del Observatorio Pierre Auger. En particular, se estudió la posibilidad de utilizar un nuevo parámetro sensible a composición, que surge del estudio de las distribuciones de tiempos de arribo de las partículas secundarias en los detectores de superficie. La idea general consiste en utilizar el valor del risetime de las señales en los detectores de superficie a 1000 metros del punto de impacto de la lluvia (R<SUB>1000</SUB>), estudiando la forma de las distribuciones obtenidas a partir de dicho parámetro. En el proceso de construcción del nuevo parámetro que describe la forma de las distribuciones de R<SUB>1000</SUB>, se ha contribuido también a la optimización del cálculo del risetime y sus incertezas. En el capítulo 1 del presente trabajo se introduce el marco teórico relacionado a los rayos cósmicos ultraenergéticos. Se presentar a la física relacionada con las cascadas de partículas secundarias destacando las propiedades sensibles a composición primaria. En los capítulos 2 y 3 se describe el Observatorio Pierre Auger y el modo en que son detectadas las lluvias de partículas, dando una explicación detallada del funcionamiento del detector. En el capítulo 4 se mostrarán los resultados más relevantes obtenidos por la colaboración del Observatorio Pierre Auger. A partir del capítulo 5 se describen los estudios específicos y originales realizados en el marco del presente trabajo de tesis. En el capítulo 5 se presentan los resultados de estudios de estabilidad a largo plazo del detector de superficie, fundamentales para todo análisis basado en los datos de dicho detector. En el capítulo 6, se presentan los resultados obtenidos para la optimización en el cálculo del risetime a 1000 metros así como las modificaciones que a partir de estos estudios se han incluido en el software de reconstrucción de las lluvias. El capítulo 7 contiene los estudios realizados sobre la distribución del risetime a 1000 metros y los parámetros que describen su forma, analizando su evolución en función de la energía. Se discuten también los resultados obtenidos. Finalmente en el capítulo 8 se presentan los resultados del análisis estadístico efectuado sobre las distribuciones completas de R<SUB>1000</SUB>, y su discusión. Finalmente se presentan las conclusiones y perspectivas futuras a partir de esta tesis.