Témata prací (Výběr práce)Témata prací (Výběr práce)(verze: 290)
Detail práce
   Přihlásit přes CAS
Study of Cosmic Ray Showers and their Reconstruction with Respect to the Properties of the Atmosphere
Název práce v češtině: Zkoumání spršek kosmického záření a opravy jejich měření s ohledem na vlastnosti atmosféry
Název v anglickém jazyce: Study of Cosmic Ray Showers and their Reconstruction with Respect to the Properties of the Atmosphere
Klíčová slova: kosmické záření, profil atmosferické spršky, vlastnosti atmosféry
Klíčová slova anglicky: Cosmic rays, profile of atmospheric showers, atmosphere properties
Akademický rok vypsání: 2015/2016
Typ práce: disertační práce
Jazyk práce: angličtina
Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
Vedoucí / školitel: RNDr. Petr Trávníček, Ph.D.
Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
Datum přihlášení: 29.10.2015
Datum zadání: 29.10.2015
Datum potvrzení stud. oddělením: 02.11.2015
Konzultanti: RNDr. Michael Prouza, Ph.D.
doc. RNDr. Dalibor Nosek, Dr.
Zásady pro vypracování
Studium spršek komického záření (KZ) je ovlivněno vlastnostmi atmosféry. Práce se zaměří na moderní metody určování okamžitých vlastností atmosféry vyvíjených pro potřeby Observatoře Pierra Augera a dalších astročásticových projektů a na demonstraci využití znalosti těchto vlastností na rekonstrukci a interpretaci spršek (KZ).

1) Seznámení se s problematikou vývoje spršky kosmického záření v atmosféře a její detekce
2) Seznámení se s Observatoří Pierra Augera a plánovanou observatoří CTA
3) Simulace profilů spršek kosmického záření v atmosféře
4) Studium různých atmosferických vlivů na rozvoj spršek a jejich detekci
5) Aplikace výsledků na fyzikální analýzu

Práce se bude soustředit na studium okamžitých vlastností atmosféry pro případy anomálních spršek KZ (velká energie, dvě maxima) na observatoři Pierra Augera. Získané zkušenosti budou mít dopad i ve fyzikální skupině zabývající se atmosferickými vlastnostmi v rámci nové observatoře CTA. Téma fyzikální analýzy na reálných datech bude pravděpodobně směřováno ke studiu složení kosmického záření.
Seznam odborné literatury
[1] Pierre Auger Collaboration, The Fluorescence Detector of the Pierre Auger Observatory. Nucl.Instrum.Meth. A620 (2010) 227-251S.
[2] M. Longair, High Energy Astrophysics, Cambridge University Press (2002)
[3] T. Gaisser, Cosmic Rays and Particle Physics, Cambridge University Press (1990)
[4] J. Hinton, S. Sarkar, D. Torres, J. Knapp ed. Special Issue, Seeing the High-Energy Universe with Ccherenkov Telescope Array – The Science explored with the CTA, Asstroparticle Physics 43, 2013.
Předběžná náplň práce
Při interakci primární částice kosmického záření s atmosférou dochází ke vzniku spršky kosmického záření skládající se z elektromgnetické, mionové a hadronové komponenty. Spršky kosmického záření iniciované extrémně energetickými hadrony měříme na observatoři Pierra Augera a spršky indukované vysokoenergetickými fotony budou studovány v plánovaném projektu CTA (Cherenkov Telescope Array Observatory). K datům z obou projektů bude mít student přístup.

Při energiích protonů nebo jader nad 1 EeV, které v současnosti studuje Observatoř Pierra Auger v Argentině, je na 90 procent původní energie soustředěno do elektromagnetické komponenty. Proto proměřením podélného vývoje spršky například ve fluorescenčním detektoru a zahrnutím korekce menší než 10 procent můžeme například rekonstruovat energii původní částice nebo polohu maxima spršky, která je citlivá na typ primární částice. Fotonové spršky o energiích nad 10 GeV až po 100 TeV jsou měřeny pomocí čerenkovských teleskopů, které detekují čerenkovské záření způsobené průchodem spršky atmosférou. V případech obou observatoří má na šíření světla od spršky k detektoru podstatný vliv aktuální stav atmosféry.

Práce započne studiem atmosféry v okamžicích příletu zajímavých spršek (velká energie, dvě maxima) na observatoři Pierra Augera. Na simulacích se pokusíme zkušenosti se zahrnutím vlivu atmosféry na vývoj a detekci spršek uplatnit i v Monte-Carlo skupině projektu CTA. Téma fyzikální analýzy na reálných datech bude pravděpodobně směřováno ke studiu složení kosmického záření.


 
Univerzita Karlova | Informační systém UK