|
|
Measurement of the energy spectrum of cosmic rays using Cherenkov-dominated data at the Pierre Auger Observatory
Novotný, Vladimír ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce)
This thesis presents the energy spectrum of cosmic rays deduced from Cherenkov-dominated data measured by the fluorescence detector of the Pierre Auger Observatory. Cherenkov-dominated events, used in the energy spectrum analysis at the Observatory for the first time, enable to decrease the energy threshold for the spectrum measurement down to 1015.5 eV. This energy is more than one order of magnitude lower than in preceding studies. The fluorescence detector was originally designed to detect the fluorescence light generated by extensive air showers in a hybrid mode with the surface detector of the Pierre Auger Observatory. The reconstruction of events dom- inated by Cherenkov light is available due to a newly developed reconstruc- tion technique, the profile constrained geometry fit. Its implementation in the Pierre Auger Observatory software is documented. Aspects of the energy spectrum analysis are described. They consist of exposure calculations done with the use of extensive Monte Carlo simulations, unfolding of the detec- tor effects, and inferring the invisible energy correction in the energy region below 1017 eV. Systematic uncertainties of the measurement are estimated. 1
|
|
|
Measurement of the energy spectrum of cosmic rays using Cherenkov-dominated data at the Pierre Auger Observatory
Novotný, Vladimír ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Spousta, Martin (oponent) ; Šmída, Radomír (oponent)
This thesis presents the energy spectrum of cosmic rays deduced from Cherenkov-dominated data measured by the fluorescence detector of the Pierre Auger Observatory. Cherenkov-dominated events, used in the energy spectrum analysis at the Observatory for the first time, enable to decrease the energy threshold for the spectrum measurement down to 1015.5 eV. This energy is more than one order of magnitude lower than in preceding studies. The fluorescence detector was originally designed to detect the fluorescence light generated by extensive air showers in a hybrid mode with the surface detector of the Pierre Auger Observatory. The reconstruction of events dom- inated by Cherenkov light is available due to a newly developed reconstruc- tion technique, the profile constrained geometry fit. Its implementation in the Pierre Auger Observatory software is documented. Aspects of the energy spectrum analysis are described. They consist of exposure calculations done with the use of extensive Monte Carlo simulations, unfolding of the detec- tor effects, and inferring the invisible energy correction in the energy region below 1017 eV. Systematic uncertainties of the measurement are estimated. 1
|
|
|
Study of high energy cosmic gamma rays
Štefánik, Stanislav ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Soustružník, Karel (oponent) ; Tománková, Lenka (oponent)
V disertační práci prezentujeme naše dvě studie zaměřené na detekci kos- mického γ-záření a analýzu dat z pozorování tohoto záření. Jedna studie se zabývá metodou koeficientu transparence atmosféry pro Čerenkovovo záření. Tuto metodu lze použít pro kalibraci detektoru v experimentech využívajících zobrazovací Čerenkovské teleskopy pro nepřímou detekci kosmického γ-záření. Cílem metody je monitorování propustnosti atmosféry vůči Čerenkovovu světlu a kalibrace odezvy Čerenkovských teleskopů. Pro tento účel jsou využity četnosti detekovaných atmosférických spršek iniciovaných nabitými částicemi kosmického záření. Pomocí Monte Carlo simulací prezentujeme rozšíření této metody a demonstrujeme její proveditelnost v podmínkách ob- servatoře Cherenkov Telescope Array. Naše další analýza je zaměřená na zpracování dat sesbíraných experimentem Fermi Large Area Telescope během 7 let přímých pozorování kosmického γ-záření. Podrobně studujeme signál detekovaný z částí oblohy kolem aktivních galaktických jader 1ES 0229+200 a Centaurus A. Popisujeme nalezení nových astrofyzikálních zdrojů vysokoen- ergetických fotonů a diskutujeme spektrální a časové charakteristiky toku γ-záření z těchto objektů. 1
|
|
|
Study of ultra-high energy cosmic ray propagation
Fodran, Tomáš ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Sýkora, Tomáš (oponent)
Diplomová práce je věnována studiu šíření protonového kosmického záření o ultra- vysokých energiích pod hypotézou porušení Lorentzovy invariance. Pro tento účel byly použity numerické metody. Naše výpočty ukázaly, že efektivní horizont kos- mických protonů s ultra vysokou energií je značně rozšířen, když se předpokládá porušení Lorentzovy invariance. Dále jsme zkoumali vliv porušení Lorentzovy invariance na Spektrum kosmického záření. Naučili jsme se, že měřená spektra kosmického záření jsou vhodným nástrojem pro omezení koeficientů popisujících porušení Lorentzovy invarianci a odhadli jsme interval, kde leží horní mez piono- vyho koeficientu porušujícího Lorentzovu invarianci. Navíc byla nalezena korelace mezi volnými parametry analytického modelu spektra kosmického záření a koefi- cienty, který popisují porušení Lorentzovy invariance.
|
|
|
Energy spectrum and chemical composition of cosmic rays
Šalko, Jakub ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Vícha, Jakub (oponent)
V tejto práci je prezentovaná kombinovaná analýza energetického spektra a che- mického zloženia vysokoenergetického kozmického žiarenia v rozmedzí energií od 1017.55 do 1019.25 eV pozorovaného pomocou Observatória Pierra Augera. Bolo uvažovaných šest' skupín primárnych častíc, v rámci ktorých bolo výpočtami určované povolené relatívne zastúpenie jednotlivých častíc. Tieto výpočty boli založené na jednoduchých predpokladoch o energetickom spektre jednotlivých primárnych častíc a vývoja h'lbky maxima sp'ršky s energiou. Jednoduché moc- ninné spektrum primárnych častíc nedokázalo popísat' členok v pozorovanom energetickom spektre. Lomené mocninné spektrum je schopné v každej skupine primárnych častíc popísat' pozorované spektrum so svojim členkom, ako aj stredné hodnoty h'lbok maxima sp'ršok s pozorovaným zlomom. Zahrnutie odchýlok h'lbok maxima sp'ršok ako kontrola kvality výpočtov naznačuje, že uskutočnené výpočty dostatočne nepopisujú všetky dôležité pozorovatel'né veličiny spojené s chemickým zložením kozmického žiarenia. 1
|
|
|
Studium kosmického záření o nejvyšších energiích
Novotný, Vladimír ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Davídek, Tomáš (oponent)
Zkoumání nejenergetičtějších částic kosmického záření je v centru pozornosti experimentální i teoretické fyziky. Energie těchto částic převyšují až o několik řádů energie dosažitelné na současných urychlovačích. V této práci jsou zkoumány techniky rekonstrukce atmosférických spršek měřených na Observatoři Pierra Augera. Pro tento účel byly modelovány spršky pomocí simulačního programu CORSIKA. Rozlišení rekonstrukčních metod byla určena pomocí dat naměřených na Observatoři Pierra Augera a také pomocí simulací. Hlavní důraz práce je kladen na rekonstrukci pomocí více fluorescenčních teleskopů. Tato rekonstrukce může sloužit k nezávislému ověření experimentálních výsledků Observatoře.
|
|
|
Studium urychlování vysokoenergetických částic v extragalaktických objektech
Štefánik, Stanislav ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Vorobel, Vít (oponent)
Názov práce: Studium urychlování vysokoenergetických částic v extragalaktických objektech Autor: Stanislav Štefánik Katedra: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedúci diplomovej práce: RNDr. Dalibor Nosek, Dr. Abstrakt: Práca sa zaoberá spôsobmi produkcie kozmického γ-žiarenia v astro- fyzikálnych objektoch a metódami jeho detekcie. V súvislosti s danou problema- tikou sú diskutované možné interakcie produkujúce γ-žiarenie v aktívnej galaxii Centaurus A. Predstavený je nový experiment Cherenkov Telescope Array zame- raný na detekciu atmosférických sp'ršok iniciovaných kozmickým γ-žiarením. Pro- stredníctvom simulácií atmosférických sp'ršok programom CORSIKA je študované Čerenkovovo žiarenie emitované v ich priebehu. Popísaná je analýza dát v rámci experimentov využívajúcich Čerenkovovské teleskopy a jej aplikácia na súbor dát z aktívnej galaxie PKS 2155-304. Výsledkom analýzy je štatistické testovanie na prítomnost' zdroja γ-žiarenia a jeho časovej premennosti. Kl'účové slová: Kozmické žiarenie, gama, žiarenie, astročasticová fyzika, urých- l'ovanie, experiment CTA
|
|
|
Současný stav poznání o kosmickém záření nejvyšších energiích
Krejčíková, Martina ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Pěč, Viktor (oponent)
Země je neustále ostřelována částicemi o extra-vysokých energiích, kterých prozatím není schopen dosáhnou žádný lidmi vytvořený urychlovač. Již přes sto let je kosmické záření studováno, avšak stále nejsme schopni plně zod- povědět otázky o jeho vzniku, šíření ani složení. V následující práci jsou popsány významné projekty zabývající se danou problematikou, způsob analýzy získaných dat a shrnutí dostupných experimentálních výsledků. 1
|
|
|
Study of cosmic gamma rays
Štefánik, Stanislav ; Nedbal, Dalibor (vedoucí práce) ; Nosek, Dalibor (oponent)
Názov práce: Studium kosmického gama záření Autor: Stanislav Štefánik Katedra (ústav): Ústav částicové a jaderné fyziky Vedúci bakalárskej práce: Mgr. Dalibor Nedbal, Ph.D. e-mail vedúceho: nedbal@ipnp.troja.mff.cuni.cz Abstrakt: Práca je zameraná na základné poznatky fyziky kozmického γ žiarenia. V úvode je poskytnutý prehl'ad historického vývoja astročasticovej fyziky, popísané sú vlastnosti a interakcie kozmického žiarenia. Ostatná čast' práce sa zaoberá de- tekciou γ žiarenia, pričom dôraz je kladený na čerenkovovskú metódu detekcie at- mosférických sp'ršok. V súvislosti s danou problematikou je predstavený experiment H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) v Namíbii a spôsob získavania a spra- covania dát pomocou neho. Výsledkom tejto práce je oboznámenie so základmi mo- dernej analýzy využívanej pri štúdiu kozmického žiarenia a aplikácia tejto analýzy na simulovaných i reálnych údajoch získaných pomocou H.E.S.S. Kl'účové slová: kozmické žiarenie, gama žiarenie, astrofyzika častíc, H.E.S.S.
|
|
|
Šíření kosmických částic o nejvyšších energiích
Novotný, Vladimír ; Nosek, Dalibor (vedoucí práce) ; Nedbal, Dalibor (oponent)
Zkoumání nejenergetičtějších částic kosmického záření je v centru pozornosti experimentální i teoretické fyziky, protože energie, kterých dosahují, až o devět řádů převyšují energie dosažitelné v současné době na urychlovačích. V této práci je zkoumáno šíření nejenergetičtějších částic kosmickým prostorem, přičemž hrají hlavní roli interakce částic s kosmickým fotonovým pozadím a vlivy magnetických polí. Byly provedeny simulace energetických ztrát primárních protonů, bylo simulováno energetické spektrum sekundární elektromagnetické složky a sekundárních neutrin a dále byly provedeny simulace pohybu protonů v extragalaktickém magnetickém poli. K vytváření simulací byl použit program CRPropa.
|
host ::
RSS.