Estudio de los efectos de la actividad solar a largo plazo sobre el flujo de rayos cósmicos secundarios en el observatorio Pierre Auger
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Date
2024-05-21
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
En este trabajo de grado, exponemos los resultados de la cuantificación y exploración de los impactos a corto y largo plazo de la actividad solar sobre el flujo de rayos cósmicos secundarios medidos en el Observatorio Pierre Auger, utilizando el \textit{Modo Scaler}. Este sistema de detección de baja energía tiene la capacidad de registrar el flujo de fondo de rayos cósmicos en términos de partículas por segundo. Su principal objetivo es la detección de destellos de rayos gamma y eventos transitorios, como las disminuciones de Forbush. Aunque desde su creación, el Observatorio está optimizado para partículas con energías superiores a $10^{18}eV$ en los últimos años ha surgido un interés renovado en aprovechar las capacidades del arreglo de detectores de superficie para explorar nuevas aplicaciones y áreas de estudio.
Para cumplir con nuestro objetivo, llevamos a cabo un análisis detallado desde 2006 hasta 2021, periodo que abarca el ciclo solar 24. Contrastamos nuestros hallazgos con datos de otras fuentes, incluyendo monitores de neutrones y satélites, que proporcionan información sobre las manchas solares y el viento solar. Nuestro enfoque principal fue examinar la correlación entre el flujo de rayos cósmicos y los parámetros solares. Encontramos una anticorrelación moderada (entre 0.30 y 0.50) entre la intensidad de los rayos cósmicos y el número histórico de manchas solares, tanto para el Observatorio Pierre Auger como para la estación de neutrones Tsumeb, que tiene una rigidez de corte similar.
En un análisis posterior de eventos transitorios, determinamos que la mayoría de los decrecimientos de Forbush (el $71.20\%$ de los eventos) con una magnitud de $2\%$ o superior, ocurren en la zona de máxima actividad solar. Esta zona también presenta la mayor dispersión en las mediciones de los Scaler.
Además, implementamos un algoritmo manual, basado en criterios comúnmente utilizados para la identificación de eventos de Forbush, para determinar la sensibilidad actual del observatorio en comparación con otros instrumentos. Utilizamos el evento de Forbush del 22 de julio de 2015, uno de los más intensos y estudiados del ciclo solar 24, como referencia. Encontramos un porcentaje de decrecimiento del $3.01\%$, significativamente menor que los valores reportados en la literatura (entre $5.2\%$ y $15.2\%$), lo que sugiere la necesidad de identificar todas las contribuciones al fondo en los datos.
Description
Keywords
Rayos cósmicos galácticos, Viento solar, Ciclo solar, Decrecimientos Forbush, Detectores Chérenkov