La componente de radiación Cherenkov como elemento diferenciador entre cascadas atmosféricas iniciadas por rayos gamma y protones en el rango de energía de 10 elevado a 10 - 10 elevado a 16 e v

Resumo

En este trabajo se presentan resultados obtenidos por simulación de un estudio acerca de las propiedades diferenciadoras de la luz Cherenkov producida en cascadas atmosféricas extensas iniciadas por rayos y por protones. El amplio rango de energías primarias considerado (10 elevado a la -2 y 10 elevado a 4 TeV), cubre los intervalos de mayor interés para telescopios de rayos gamma instalados en tierra, incluyendo el intervalo comprendido entre el límite superior accesible a los satélites y la energía umbral de los actuales telescopios Cherenkov. Estos estudios han sido realizados en varios niveles de observación situados a profundidades atmosféricas que van desde los 500 g/cm2 hasta el nivel del mar. Para el rango de energía 10 elevado a la -2 -10 TeV (rango de telescopios Cherenkov) se han determinado los desarrollos laterales de luz Cherenkov. Se ha cuantificado el efecto de la aceptancia angular del telescopio (campo total de visión 2.8 grados) sobre la densidad de luz. Se han estudiado con mucho detalle las fluctuaciones de la densidad radial de luz. Se ha calculado la cantidad total de fotones Cherenkov dentro de un radio de 150 metros alrededor del eje de las cascadas y se ha estudiado su dependencia con el tipo de primario, con la energía y la profundidad del nivel de observación. Finalmente se ha estimado el área efectiva de un telescopio Cherenkov de 25 m2 para varias condiciones de trigger. Estos resultados muestran la conveniencia de instalar los telescopios Cherenkov a gran altitud. Para el rango de energías comprendido entre 1 TeV y 10 elevado a la 4 TeV aparte del estudio de los desarrollos laterales de luz Cherenkov y sus correspondientes fluctuaciones, se ha llevado a cabo otro, muy detallado, de las correlaciones entre los parametros de la cascada y algunos de los observables en tierra. A partir de estos resultados se han investigado las potencialidades de tres métodos de discriminación de cascadas hadrónicas. En primer se investiga la posible ampliación del rango de aplicabilidad del método "LES", en segundo lugar se cuantifica e investiga la aplicabilidad del método de "PENDIENTES" y finalmente se propone otro nuevo "LES EXTERNO" el cual presenta grandes posibilidades discriminación.