OBSERVATÓRIO PIERRE AUGER
Relatório de Atividades de 2012
I. Introdução
O projeto de construção e operação do Observatório Pierre Auger é uma obra
desenvolvida em colaboração internacional, envolvendo pesquisadores de dezoito países. O
Observatório Auger tem como objetivo principal o estudo de raios cósmicos na faixa de
18
energias em torno e acima de 10 eV. Presentemente, esses raios cósmicos são as partículas
de mais alta energia já observadas na natureza. Os dados experimentais obtidos no
Observatório permitem dar passos importantes no entendimento de origem, processos de
aceleração, propagação desde as suas fontes até a Terra, composição e espectro energético
desses raios cósmicos de energias ultra-altas. Pesquisadores brasileiros participaram do
projeto do Observatório desde o início em 1994.
II. Equipe
1. Pesquisadores (21)
Os vinte e um pesquisadores abaixo listados são autores de trabalhos da Colaboração
Auger e são contados para o cálculo das taxas operacionais do Observatório Auger. Para cada
pesquisador, são indicadas a instituição e atividades.
Pesquisador
Ademarlaudo Barbosa
Instituição
CBPF/Pesquisador
João dos Anjos
CBPF/Pesquisador
Ronald Shellard
CBPF/Pesquisador
Luiz Vitor de Souza Filho
IFUSP/São
Carlos/Prof. Doutor
Carlos
Peixoto
IFUSP
São
Carlos/Pós-Doutor
José
Todero
Philippe Gouffon
IFUSP/
Assoc.
Professor
Ivone Freire da Mota
Albuquerque
IFUSP/
Assoc.
Professor
Projetos/Atividades
Sistema de potência dos detectores de
superfície; Sistema de monitoramento do
desempenho
de
componentes
do
detector de superfície.
Sistema de potência dos detectores de
superfície do Observatório Auger.
Desenvolvimento de detectores.
Análise dos dados de fluorescência;
Estudo de composição primária;
Análise de dados para composição
primária; Formas alternativas de cálculo
da
taxa
de
elongação;
Instalação/manutenção de uma central de
processamento dos dados no IFUSP/São
Carlos.
Estudo da razão de fluorescência;
Aplicação de métodos de heterocedasticidade para calibração de energia;
Estudo de fontes; propagação em
campos magnéticos; Algoritmos de
reconstrução e ajuste da energia
derivada dos eventos híbridos.
Preparação de tanques protótipos para
Auger Norte; Força tarefa para o
problema de transmissão de dados via
rádio. Análise de efeitos atmosféricos na
reconstrução do FD.
Teste de cenários de extensão do
Modelo
Padrão,
em
chuveiros
atmosféricos iniciados por partículas
exóticas; Aplicação de simulações de
Monte Carlo para caracterizar chuveiros
iniciados por partículas exóticas e
comparação com sinais observados.
1
Carola
Chinellato
Dobrigkeit
UNICAMP/Professor
Assoc.
Ernesto Kemp
UNICAMP/ Professor
Assoc.
José Augusto Chinellato
UNICAMP/ Professor
Assoc.
Anderson Campos Fauth
UNICAMP/ Professor
Assoc.
Carlos Ourivio Escobar
UNICAMP/Professor
Colaborador
Marcio Aparecido Müller
UNICAMP/Pós-Doutor
Marcelo Augusto Leigui
de Oliveira
UFABC/ Prof. Doutor
Célio Adrega de Moura
Junior
UFABC/ Prof. Doutor
Germano Guedes
UEFS
Iuri Moniz Pepe
UFB
Carla Bonifazi
UFRJ
Membro do Comitê de Publicações;
Estudo de anisotropia de grandes
pequenas escalas; Estudo de campos
magnéticos/fontes pontuais/ multipletos.
Estudo de anisotropia em larga escala;
Estudo de fontes pontuais; Estudo de
campos magnéticos.
Métodos de análise do perfil longitudinal
e do perfil lateral de chuveiros extensos;
Monitoramento do desempenho dos
módulos do SD. Aplicação de métodos
de máxima entropia e Teoria de
Informação aos dados do Observatório.
Responsável pela aquisição de recursos
computacionais na UNICAMP.
Operação de protótipo do detector de
superfície do Auger na Unicamp; Estudo
do espectro de energia; Medidas da
variação da contagem de múons na
superfície; Procura de correlação com
atividade solar.
Responsável pelos tanques do Auger
Norte; Aplicação de métodos de
estatística não-paramétrica em análise de
anisotropia vinda de fontes pontuais
Desenvolvimento de método estatístico
para identificação de sinal de múons nos
tanques; simulação da interação de
hádrons no módulo do detector de
superfície.
Medidas dos perfis das lentes corretoras;
Construção protótipo de detector de
fluorescência (MonRAt); Estrutura da
geração da fluorescência atmosférica;
Campos magnéticos extragalácticos;
Anisotropia; Monitoramento de triggers.
Estudos de astrofísica em abordagem de
modelos multi-mensageiros; Estudo das
fontes e dos mecanismos de aceleração/
propagação; Estudo das implicações das
medidas do espectro de energia, da
composição e da anisotropia na produção
de sinais em canais secundários.
Instrumentação científica;
Desenvolvimento de detectores; Apoio
técnico
instalação/
manutenção/
gestão do sistema de potência dos
detectores de superfície.
Instrumentação científica;
Desenvolvimento de detectores; Apoio
técnico
instalação/
manutenção/
gestão do sistema de potência dos
detectores de superfície.
Coordenadora do grupo de trabalho de
seleção de eventos/determinação da
aceitação do detector;
Responsável por seleção dos períodos
de bom funcionamento do detector e dos
eventos para as análises; estudo da
qualidade dos dados e comportamento
2
João Torres de Mello
Neto
UFRJ
Edivaldo Moura Santos
UFRJ
Rogério M. De Almeida
UFF
do detector. Coordenadora do grupo de
resolução angular do detector. Estudos
de anisotropia.
Coordenação do grupo de análise de
Anisotropias
em
Larga
Escala;
Participação no Projeto Midas visando
medidas de chuveiros atmosféricos
utilizando detectores de micro-ondas.
Análise de anisotropias em larga escala
decomposição de baixos multipolos;
Cálculo da exposição em energias abaixo
da saturação; Efeitos geomagnéticos;
Estudos de correlação cruzada de
eventos com catálogos de objetos
extragalácticos.
Estudos de Anisotropia; Procura de
partículas exóticas; Estudo da não
poissonidade em mapas do céu.
2. Alunos de Pós-Graduação
Os alunos de pós-graduação estão listados abaixo. Os alunos de doutorado são
autores das publicações da colaboração, mas não são incluídos no cálculo da taxa de
manutenção e operação do Observatório.
Nome
Daniel Pakk Selmi-Dei
Marcelo Zimbres da
Silva
Walter José Medeiros
de Mello Jr.
Milton S. A. B. Leão
Diogo Tridapalli
Eder Arnedo Perassa
Rita de Cássia dos
Anjos
Camile Mendes
Rafael Alves Batista
Bruno Daniel
Instituição/Nível
UNICAMP/Doutorado
UNICAMP/Doutorado
Orientador
Carola Dobrigkeit
Ernesto Kemp
UNICAMP/Doutorado
Carlos Ourivio Escobar /José
Augusto Chinellato (co-orientador)
Marcelo Augusto Leigui de Oliveira
Philippe Gouffon
José Augusto Chinellato
Luiz Vitor de Souza Filho
Vanessa M. Theodoro
UNICAMP/Mestrado
Elaine C. F. P. Vicente
Yugo Mafra Kunoh
Clewton Luis Ferreira
da Fonseca
Raul Ribeiro Prado
Hendrik
Marques
Soares
Nikolas Kemmerich
Mary Díaz Castro
UNICAMP/Mestrado
UNICAMP/Mestrado
UNICAMP/Mestrado
Carola Dobrigkeit
Ernesto Kemp
Ernesto Kemp /Anderson Campos
Fauth (co-orientador)
José Augusto Chinellato/Marcio A.
Müller (co-orientador)
José Augusto Chinellato
José Augusto Chinellato
José Augusto Chinellato
IFUSP/SãoCarlos/Mestrado
IFUSP/SãoCarlos/Mestrado
Luiz Vitor de Souza Filho
Luiz Vitor de Souza Filho
IFUSP/Mestrado
PUC/Rio de Janeiro
Ivone F. da Mota Albuquerque
Ronald C. Shellard / Edivaldo M.
Santos (co-orientador)
UFABC/Doutorado
IFUSP/Doutorado
UNICAMP/Doutorado
IFUSP/SãoCarlos/Doutorado
UNICAMP/Mestrado
UNICAMP/Mestrado
UNICAMP/Mestrado
III. Projetos e Atribuições
3
Os vários temas de pesquisa da Colaboração são agrupados em tarefas, e cada grupo-tarefa
tem um líder. Os pesquisadores brasileiros que em 2012 lideram grupos de tarefas ou grupos
responsáveis pelo monitoramento do desempenho dos detectores são: João Torres Mello Neto
(Anisotropia de Larga Escala) e Carla Bonifazi (Resolução Angular).
Também há
pesquisadores brasileiros em comitês: Carola Dobrigkeit (Comitê de Publicações) e Luiz Vitor
de Souza (Comitê de Conferências).
Os projetos em que os pesquisadores estão envolvidos são:
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Sistema de potência dos detectores de superfície: Ademarlaudo Barbosa, João dos
Anjos, Iuri Pepe, Germano Guedes,
Sistema de monitoramento do desempenho de componentes do detector de superfície:
Ademarlaudo Barbosa, Marcelo Leigui de Oliveira, José Augusto Chinellato
Estudo da qualidade dos dados e comportamento do detector: Carla Bonifazi,
Desenvolvimento de detectores: João dos Anjos, Carlos Escobar, Philippe Gouffon,
João Torres, Edivaldo Santos, Iuri Pepe, Marcelo Leigui de Oliveira, Germano Guedes,
Anderson Fauth,
Estudo da composição química: Ronald Shellard, Luiz Vitor de Souza, Carlos Todero
Peixoto,
Estudo do espectro energético: Anderson Fauth
Análise de dados dos telescópios de fluorescência: Ronald Shellard,
Estudo de anisotropias/correlações com fontes astrofísicas: Edivaldo M. Santos, João
Torres, Rogério Menezes, Carola Dobrigkeit, Carla Bonifazi, Marcelo Leigui de Oliveira,
Ernesto Kemp,
Efeitos de campos magnéticos: Edivaldo M. Santos, Carola Dobrigkeit, Marcelo Leigui
de Oliveira, Carlos Escobar, Carlos Todero Peixoto, Ernesto Kemp,
Procura por partículas exóticas: Rogério M. de Almeida, Ivone Albuquerque,
Estudo de interações hadrônicas: José Augusto Chinellato, Márcio A. Müller,
Análises estatísticas: Rogério M. Almeida, Carlos Escobar, Márcio Müller, José
Augusto Chinellato, Carlos Todero Peixoto,
Desenvolvimento de software de análise: Sérgio L. C. Barroso,
Reconstrução de eventos em ambos os detectores: Philippe Gouffon, Carlos Todero
Peixoto.
Características do Observatório (exposição, aceitância, resolução angular, outras):
Carla Bonifazi, Edivaldo M. Santos,
Aspectos astrofísicos em abordagem multi-mensageiros: Celio Adrega Moura,
Correlação com atividade solar: Anderson Fauth,
Múons/neutrinos/ outras partículas: Anderson Fauth
Infraestrutura computacional para análises: Vitor de Souza, José Augusto Chinellato.
IV. Produção Científica
1. Teses concluídas
Em 2012 foram concluídas três teses de doutorado e duas dissertação de mestrado:
Nome
Rafael Alves Batista
Bruno Daniel
Daniel Pakk Selmi-Dei
Diogo Bernardes Tridapalli
Mary Lucia Diaz Castro
Instituição/Nível
UNICAMP/Mestrado
UNICAMP/Mestrado
UNICAMP/Doutorado
IFUSP/Doutorado
PUCRio de Janeiro/ Doutorado
Orientador
Ernesto Kemp
Ernesto Kemp
Carola Dobrigkeit
Philippe Gouffon
Ronald Shellard
2. Artigos publicados em revistas científicas indexadas:
4
Foram publicados treze trabalhos no período em revistas indexadas pela Colaboração Pierre
Auger, e mais um artigo completo envolvendo membros da equipe deste projeto.
18
1. Large scale distribution of arrival directions of cosmic rays detected above 10 eV at the
Pierre Auger Observatory, The Pierre Auger Collaboration, The Astrophysical Journal
Supplement, 203 (2012) 34.
2. A Search for Point Sources of EeV Neutrons, The Pierre Auger Collaboration, The
Astrophysical Journal, 760, (2012) 148.
3. Results of a self-triggered prototype system at the Pierre Auger Observatory for radiodetection of air showers induced by cosmic rays, The Pierre Auger Collaboration and S.
Acounis, D. Charrier, T. Garçon, C. Rivière, P. Stassi, Journal of Instrumentation, 7 (2012)
P11023.
4. Antennas for the Detection of Radio Emission Pulses from Cosmic-Ray induced Air
Showers at the Pierre Auger Observatory, The Pierre Auger Collaboration, Journal of
Instrumentation 7 (2012) P10011.
5. The Rapid Atmospheric Monitoring System of the Pierre Auger Observatory, The Pierre
Auger Collaboration, Journal of Instrumentation 7 (2012) P09001.
6. Measurement of the cosmic ray energy spectrum using hybrid events of the Pierre Auger
Observatory, M. Settimo for the Pierre Auger Collaboration, Eur. Phys. J. Plus 127 (2012)
87; Citações: 1 (Web of Science).
7. Measurement of the proton-air cross-section at sqrt(s) = 57 TeV with the Pierre Auger
Observatory, The Pierre Auger Collaboration, Phys. Rev. Lett. 109, 062002 (2012);
Citações: 5 (Web of Science).
8. Search for point-like sources of ultra-high energy neutrinos at the Pierre Auger Observatory
and improved limit on the diffuse flux of tau neutrinos, The Pierre Auger Collaboration,
Astrophysical Journal Letters, 755 (2012) L4; Citações: 3 (Web of Science).
9. Nature and origin of very high-energy cosmic rays, J. Hoerandel and the Pierre Auger
Collaboration, Europhysics News, 43 (2012) 24.
10. A search for anisotropy in the arrival directions of ultrahigh energy cosmic rays recorded at
the Pierre Auger Observatory, The Pierre Auger Collaboration, Journal of Cosmology and
Astroparticle Physics 04 (2012) 040, Citações: 1 (Web of Science).
11. Description of Atmospheric Conditions at the Pierre Auger Observatory using the Global
Data Assimilation System (GDAS), The Pierre Auger Collaboration, Astroparticle Physics,
35 (2012), 591-607 Citações: 10 (Web of Science).
12. Search for signatures of magnetically-induced alignment in the arrival directions measured
by the Pierre Auger Observatory, The Pierre Auger Collaboration, Astroparticle Physics 35
(2012) 354, Citações: 3 (Web of Science).
13. Fingerprints of disoriented chiral condensates in cosmic ray showers, R.M. de A|meida,
J.R.T. de Mello Neto, E. M. Santos, Astroparticle Physics 37 (2012) 75-80.
Além desses trabalhos, há mais um artigo de autoria de membro da equipe
relacionado ao projeto:
1. Centaurus A: the extragalactic source of cosmic rays with energies above the knee, Peter L.
Biermann, Vitor de Souza, The Astrophysical Journal, v. 746 (2012) 72; Citações: 4 (Web
of Science).
3. Palestras
Pesquisadores brasileiros da Colaboração Auger deram palestras em eventos
internacionais ou nacionais, a convite.
1. J. A. Chinellato, for the Pierre Auger Collaboration, “Reviewing recent results of the Pierre
Auger Observatory”,18th International Symposium on Particle, Strings and Cosmology
(PASCOS2012), Mérida, México.
2. V. de Souza for the Pierre Auger Collaboration, “Measurements of the Longitudinal Shower
Development with the Pierre Auger Observatory”, UHECR 2012 Symposium, CERN,
Genebra, Suíça.
5
3. C. Dobrigkeit for the Pierre Auger Collaboration, “Recent results of the Pierre Auger
Observatory”, PASI 2012 Exploring the Exploring the terascale and beyond, Buenos Aires,
Argentina.
4. E. M. Santos, “Efforts towards the Detection of Molecular Bremsstrahlung from Extensive
Air Showers”, II Astroparticle Physics Workshop, USP-São Carlos.
5. E. M. Santos, “Ultra-High Energy Cosmic Ray Physics with the Pierre Auger Observatory”,
CTA Link Meeting, Buenos Aires.
6. E. Kemp, “Astroparticle Physics and News from the Pierre Auger Observatory”, University of
California - Davis, EUA.
th
7. Vitor de Souza, “Astroparticle Physics”, 5 School on Cosmic Rays and Astrophysics, La
Paz, Bolivia.
th
8. M. Leigui de Oliveira, “High Energy Radiation Phenomena in the Atmosphere”, 5 School
on Cosmic Rays and Astrophysics, La Paz, Bolivia.
9. J. R. T. de Mello Neto, “Measurements of Cosmic Rays at the Highest Energies with the
Pierre Auger Observatory”, 39th COSPAR Scientific Assembly (COSPAR-2012) Mysore,
India.
10. J. R. T. de Mello Neto, “Anisotropy studies with the Pierre Auger Observatory”, 23rd
European Cosmic Ray Symposium ECRS2012 – Moscou, Russia.
11. J. R. T. de Mello Neto, “Anisotropy and Composition of the Ultra High Energy Cosmic
Rays”, II Astroparticle Physics Workshop, USP, São Carlos.
12. C. A. Moura, “Status of the upper limits to the diffuse and point source neutrino fluxes from
the Pierre Auger Observatory”(painel), XXXIII ENFPC, 2012.
13. R.M. de Almeida, “Physics and astrophysics with the Pierre Auger Observatory”, XXXIII
ENFPC, 2012.
4. Plantões e Turnos de tomada de dados:
Participação em oito turnos de tomada de dados no detector de fluorescência do Observatório
realizados no período. Alguns desses turnos foram realizados no inverno, em noites longas
com mais de 12 horas contínuas de operação dos 27 telescópios, com atividades de
calibração, abertura e fechamento dos telescópios de acordo com as condições atmosféricas e
de visibilidade, e monitoramento contínuo dos telescópios. Também o monitoramento
atmosférico com o LIDAR é realizado pelos participantes do turno. Os turnos duram, em média,
dezoito noites.
Participaram dos turnos de tomada de dados em Malargüe durante o período:
Marcelo Augusto Leigui de Oliveira (UFABC) – 14 a 31 de Março de 2012
Celio Adrega de Moura Jr. (UFABC) – 14 a 31 de Março de 2012
Rita de Cássia dos Anjos (IFUSP/São Carlos) – 10 a 29 de Maio de 2012
Daniela Maurizio (CBPF) - 10 a 29 de Maio de 2012
Márcio Aparecido Müller (UNICAMP) – 8 a 26 de julho de 2012
Hendrik Marques Soares (IFUSP) – 8 a 26 de julho de 2012
Níkolas Kemmerich (IFUSP) – 8 a 26 de julho de 2012
Vanessa Menezes Theodoro (UNICAMP) – 8 a 26 de julho de 2012
5. Notas Internas da Colaboração
Estas notas internas são utilizadas no âmbito da Colaboração Auger para reportar resultados
parciais de análises, que serão posteriormente incorporados nos artigos da colaboração:
1. Raul R. Prado, Carlos Jose Todero Peixoto, Vitor de Souza, “Biased and Unbiased Xmax
Distributions” (GAP Note 2012-005).
2. Marcelo Zimbres, Julian Rautenberg, Rafael Alves Batista, Ernesto Kemp, “Looking for
signatures of cosmic magnetic fields on cosmic ray data using wavelets on the sphere” (GAP
Note 2012-009).
3. J. Bellido, V. de Souza, M. Unger , Answers to Questions about the Xmax Analysis from HiRes
and TA for UHECR 2012”. (GAP Note 2012-045).
4. Daniel Pakk Selmi-Dei, “The Milky Way's magnetic field and the chemical composition of the
cosmic rays detected at the Pierre Auger Observatory” (GAP Note 2012-112).
6
5. M. Díaz Castro, R. Shellard, C. Bonifazi, and E. M. Santos, “Accessing shower to shower
fluctuations with the LDF slope parameter” (GAP-2012-031).
6. R. R. Vasquez, R. M. de Almeida, J. R. T. de Mello Neto, E. M. Santos, “Large-Scale
Anisotropy of UHECRs and the Nearby Matter Distribution”, (GAP2012-076).
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