Interação De Fótons Com Atmosfera Em AltÍssimas Energias

Angelita Leite Machado

Resumo


Introdução: Os experimentos de raios cósmicos (como Observatótio Pierre Auger) e os futuros colisores lineares de partículas requerem o conhecimento sobre a seção de choque total para energias de centro de massa dos sistema fóton-alvo (o alvo pode ser um próton, um nêutron ou um núcleo atômico) bastante altas. Nestas regiões de energia, nenhum dado experimental é disponível e predições são feitas a partir de formalismos teóricos. Entender a dependência em energia desta seção de choque continua a ser um assunto de grande interesse no estudo das interações fortes. Neste trabalho usaremos o formalismo de dipolos de cor na Cromodinâmica Quântica (a teoria das interações fortes) aplicado à fotoprodução e investigamos os efeitos de saturação de glúons (saturação partônica) e de sombreamento nuclear para as predições para a seção de choque fóton-alvo. Material e Métodos: Para o cálculo da seção de choque fóton-próton (e núcleos) utilizamos modelos analíticos baseados na teoria da interação forte. A simulação numérica da sua dependência em energia é feita utilizando softwares matemáticos (software Maple) para a manipulação das expressões analíticas e linguagem de programação estruturada (Fortran e Python) para simulação dos resultados numéricos. Os resultados são comparados aos dados experimentais disponíveis e extrapolados para o limite de energia relevante para a física de raios cósmicos. Resultados e Discussão: As seções de choque fóton-proton e fóton-ar foram calculadas e comparadas aos dados experimentais existentes. No intervalo de energia de centro de massa do sistema na escala de GeVs, as predições teóricas descrevem com boa precisão os resultados experimentais. As extrapolações para energias relevantes a raios cósmicos, mostramos que nossos resultados predizem uma redução da seção de choque em valor considerável camparado aos cálculos existentes na literatura devido aos efeitos de saturação partônica. Esta supressão pode ser confirmada pelos observatórios de raios cósmicos em funcionamento. Conclusões: Calculamos a seção de choque fóton-próton e próton-ar usando formalismo teóricos das interações fortes e mostramos que está é suprimida no intervalo de energia de raios cósmicos de altíssimas energias, o que pode ser investigado nos observatórios de raios cósmicos e funcionamento. Orgão de Fomento: PBDA UNIPAMPA

Palavras-chave


Física de Altas Energias, Interações Fortes, Interações com Fótons

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