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Dissertação de Mestrado
Documento
Autor
Nome completo
Vinicius Massami Mikuni
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2017
Orientador
Banca examinadora
Vecchi, Manuela (Presidente)
Albuquerque, Ivone Freire da Mota e
Takahashi, Jun
Título em inglês
Measurement of cosmic ray electrons and positrons with the AMS-02 experiment
Palavras-chave em inglês
AMS-02
Cosmic ray flux
Electron
Positron
Solar modulation
Resumo em inglês
The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) is a high-energy particle physics detector operating on the International Space Station (ISS) since May 2011. Since its launch, the AMS-02 provided a large amount of data whose precision was never before achieved, opening a new path for the study of cosmic rays (CRs). The first published results of AMS-021-3 show tension with the current understanding of the cosmic ray theory, particularly at higher energies. These tensions are directly linked to many fundamental questions like the dark matter nature, the CR origin and their propagation through the galaxy. This work presents the measurement of the electron flux and the positron flux in primary cosmic rays, based on the data collected between May 2011 and November 2016, an extended data set with respect to the published AMS-02 results.3 The results extend the energy range explored up to 1 TeV for electrons and up to 700 GeV for positrons, being consistent with the published results when using the same data set. A discrepancy between the new measurement and the published flux is observed in the low energy region of the electron flux, while the positron flux is in good agreement. This can be explained by a charge dependent solar modulation effect. This hypothesis was investigated by studying the time evolution of the fluxes, focusing on the energy region below 40 GeV, where an electron and positron flux is computed over 74 time bins of 27 days width, corresponding to the suns rotation period as seen from the Earth. The time dependent analysis confirms hints of charge dependent solar modulation, that are also observed by other independent analysis that have been carried out in parallel within the collaboration.
Título em português
Medição de eléctrons e pósitrons em raios cósmicos com o experimento AMS-02
Palavras-chave em português
AMS-02
Elétron
Fluxo de raios cósmicos
Modulação solar
Pósitron
Resumo em português
O Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) é um experimento de física de partículas instalado na Estação Espacial Internacional (ISS) desde Maio de 2011. Desde seu lançamento, AMS-02 coleta uma quantidade de dados com tal precisão que até então nunca foram jamais vistos, abrindo o caminho para o estudo dos Raios Cósmicos (CRs). Os primeiros resultados publicados pelo AMS-021-3 apresentam tensões com o modelo atual da teoria de CRs, particularmente nas altas energias. Essas tensões são diretamente ligadas a diversas questões fundamentais como a natureza da Matéria Escura (DM), a origem dos CRs e suas propagações pela galáxia. Este trabalho apresenta a medição do fluxo de elétrons e pósitrons em CRs primários, baseando-se nos dados coletados entre Maio de 2011 e Novembro de 2016, período extendido com relação aos resultados públicados pelo AMS-02.3 Os resultados extendem o intervalo de energia explorado para 1 TeV para elétrons e 700 GeV ára pósitrons, consistentes com os resultados públicados usando o mesmo período. Discrepância entre a nova medição e o fluxo públicado é observada na região de baixas energias para o fluxo de elétrons, enquanto o fluxo de pósitrons continua em bom acordo. O resultado pode ser explicado por uma dependência na carga causada pela modulação solar. Tal hipótese é investigada estudando-se a evolução temporal dos fluxos, focando-se no intervao de energia abaixo de 40 GeV, onde um fluxo de elétrons e pósitrons é medido durante 74 intervalos temporais de 27 dias, correspondendo à rotação do sol vista da Terra. A análise dependente do tempo confirma a existência da dependência de carga da modulação solar, também observada por outras análises independentes que foram feitas dentro da colaboração.
 
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Data de Publicação
2017-10-18
 
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