Thesis (Selection of subject)Thesis (Selection of subject)(version: 290)
Assignment details
   Login via CAS
Study of Cosmic Ray Showers and their Reconstruction with Respect to the Properties of the Atmosphere
Thesis title in Czech: Zkoumání spršek kosmického záření a opravy jejich měření s ohledem na vlastnosti atmosféry
Thesis title in English: Study of Cosmic Ray Showers and their Reconstruction with Respect to the Properties of the Atmosphere
Key words: kosmické záření, profil atmosferické spršky, vlastnosti atmosféry
English key words: Cosmic rays, profile of atmospheric showers, atmosphere properties
Academic year of topic announcement: 2015/2016
Type of assignment: dissertation
Thesis language: angličtina
Department: Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF)
Supervisor: RNDr. Petr Trávníček, Ph.D.
Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
Date of registration: 29.10.2015
Date of assignment: 29.10.2015
Confirmed by Study dept. on: 02.11.2015
Advisors: RNDr. Michael Prouza, Ph.D.
doc. RNDr. Dalibor Nosek, Dr.
Guidelines
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.
References
[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.
Preliminary scope of work
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.


 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html