Study of Interactions of Cosmic Rays at Ultra-high Energies

Abstract

Dizertační práce je věnována studiu interakcí kosmického záření při extrémně vysokých energiích s využitím dat z Observatoře Pierre Auger, automat- ickému systému alarmů nazvaného Shift Guard a analýze korelací teplot a detek- torové odezvy. Observatoř Pierre Auger je největším experimentem určeným pro studium kos- mického záření extrémních energiích. Předpokládaný vztah mezi teplotou a odevz- dou detektorů je v této práci studovaný spolu s popisnou analýzou vlivu různých faktorů na teplotu v blízkosti fluorescenčních detektorů. Kalibrační korekční faktor je spočten na základě měřených kalibračních konstant a teploty a umožuje korekci odezvy detektorů v situacích, kdy klimatizace nezaručí stálé podmínky. Shift Guard - systém alarmů je vytvořen pro ochranu fluorescenčního detektoru a zlepšení datové kvality. Představení a popis funkčnosti systému a jeho základních parametrů je doplněno implementační logikou. Shift Guard informuje měřící tým o důležitých událostech a situacích, které mohou ohrozit detektor nebo datovou kvalitu. Rozdíl mezi měřeným počtem mionů v rovni pozemních detektorů ve srovnání se simulacemi z generátorů rozsáhlých atmosférických spršek je studován. Výsledky...

This thesis is dedicated to study of interactions of utra-high energy cosmic rays using measured data from the Pierre Auger Observatory, automatic alarm system called Shift Guard and analysis of correlation of temperature and detector response. The Pierre Auger Observatory is the largest experiment to study ultra-high energy cosmic rays. The assumed relation between temperature and fluorescence detector response is studied together with descriptive temperature analysis, which shows that the air-conditioning system is not able to stabilize temperature enough. The temperature influence on camera response is investigated in order to measure the calibration correction factor. Shift Guard - the alarm system dedicated to protect fluorescence detectors and data taking is introduced and its functionality is described. The alarm system informs shifters about some events and situations that can endanger detector or deteriorate data quality. The basic parameters and alarm system logic are described together with light and sound signals. The discrepancy between measured and predicted number of muons at ground level calculated by EAS generators is showed and possible sources of this disagree- ment are studied. The result of massive dark photons decay in EAS as one of exotic muon source is presented. The analysis...