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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dc.contributor.advisorNúñez de Villavicencio Martínez, Luis Alberto
dc.contributor.advisorMussa, Roberto
dc.contributor.authorGrisales Casadiegos, Jennyfer
dc.contributor.evaluatorLora Clavijo, Fabio Duván
dc.contributor.evaluatorSalazar Ibargüen, Humberto
dc.date.accessioned2024-05-22T13:31:12Z
dc.date.available2024-05-22T13:31:12Z
dc.date.created2024-05-21
dc.date.issued2024-05-21
dc.description.abstractEn 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.
dc.description.abstractenglishWe present the results of the quantification and exploration of the short- and long-term impacts of solar activity on the flux of secondary cosmic rays measured at the Pierre Auger Observatory, using the \textit{Scaler} mode. This low-energy detection system can record the cosmic ray background flux in terms of particles per second. Its main objective is the detection of gamma-ray bursts and transient events, such as Forbush decreases. Although since its inception, the Observatory is optimized for particles with energies above $10^{18}eV$, in recent years there has been renewed interest in taking advantage of the capabilities of the surface detector array to explore new applications and areas of study. To achieve our goal, we conducted a detailed analysis from 2006 to 2021, a period spanning solar cycle 24. We contrasted our findings with data from other sources, including neutron monitors and satellites, which provide information on sunspots and the solar wind. Our main focus was to examine the correlation between cosmic ray flux and solar parameters. We found a moderate anti-correlation (between 0.30 and 0.50) between cosmic ray intensity and historical sunspot number for both the Pierre Auger Observatory and the Tsumeb neutron station, which have similar shear stiffness. In a subsequent analysis of transient events, we determine that most of the Forbush decreases (the $71.20\%$ of the events) with a magnitude of $2$ or higher occur in the zone of maximum solar activity. This zone also has the largest scatter in the Scaler measurements. In addition, we implemented a manual algorithm, based on criteria commonly used for Forbush event identification, to determine the current sensitivity of the observatory compared to other instruments. We used the Forbush event of July 22, 2015, one of the most intense and studied events of solar cycle 24, as a reference. We found a percentage decrease of $3.01\%$, significantly lower than values reported in the literature (between $5.2\%$ and $15.2\%$), suggesting the need to identify all contributions to the background in the data.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Física
dc.description.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?user=ZXK0gdwAAAAJ&hl=es
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/42539
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Física
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectRayos cósmicos galácticos
dc.subjectViento solar
dc.subjectCiclo solar
dc.subjectDecrecimientos Forbush
dc.subjectDetectores Chérenkov
dc.subject.keywordGalactic Cosmic Rays
dc.subject.keywordSolar Wind
dc.subject.keywordSolar Cycle
dc.subject.keywordForbush Decays
dc.subject.keywordChérenkov Detectors
dc.titleEstudio de los efectos de la actividad solar a largo plazo sobre el flujo de rayos cósmicos secundarios en el observatorio Pierre Auger
dc.title.englishStudy of the Effects of Long-Term Solar Activity on the Flux of Secondary Cosmic Rays at the Pierre Auger Observatory
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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