Published September 25, 2003 | Version v1
Miscellaneous Open

Simulation of extensive air shower at energies of Pierre Auger observatory and lateral distribution function

Description

The Pierre Auger Observatory is the largest experiment ever designed to detect ultra high energy cosmic-rays. Its large area must allow to obtain statistics for energies above 1019 eV to understand their origin. The Hybrid mode of detection provide accuracy on primary energy reconstruction and on the arrival direction. In the first chapter, we present the history of cosmic rays and the problems occurring at ultra high energy. In a second part, the detectors of the Pierre Auger Observatory are presented, with motivations and constraints of the installation on the site. In the third part, we describe the extensive air shower simulation. We begin by the first interaction at high energy where hadronic models are unknown and have to be extrapolated. Then, we continue the development of the shower with the electromagnetic cascade and the penetrating component which are detected respectively by fluorescence and surface detectors. The chapter four is dedicated to a new lateral distribution function (decreasing of signal in function of distance to the shower core) that we propose. The new function is able to fit the individual shower behaviour and allows a better reconstruction of energy estimators. We test this new function to the engineering array data. Finally, we present the data of engineering array installed in the Pampa and the reconstruction of its events. (author)

Abstract (French)

L'Observatoire Pierre Auger est la plus importante experience jamais concue dans le domaine de la detection des rayons cosmiques d'ultra haute energie. Sa superficie de 3000 km2 par site doit apporter la statistique au dela de 1019 eV afin d'en comprendre leur origine. Son mode de detection hybride des gerbes atmospheriques doit permettre une grande precision sur la reconstruction de l'energie primaire et sur la direction d'arrivee. Apres avoir expose l'historique des rayons cosmiques, et la problematique liee aux energies extremes, nous decrirons les detecteurs de l'Observatoire Pierre Auger, ainsi que les motivations et les contraintes a l'installation sur le site. Dans une troisieme partie, nous abordons la simulation des phenomenes de gerbe atmospherique. Nous debuterons par la description de l'interaction primaire a tres haute energie, ou les modeles d'interaction hadronique doivent etre extrapoles, puis nous poursuivrons par la cascade electromagnetique et la composante penetrante que les detecteurs de fluorescence et de surface detectent. L'etude par la simulation de la distribution laterale (decroissance du signal en fonction de la distance au coeur de la gerbe) nous a conduit a proposer une nouvelle fonction de distribution laterale qui permet de s'ajuster aux gerbes individuelles et a terme, avoir une meilleure estimation de l'energie primaire gerbe a gerbe. Cette nouvelle fonction a ete appliquee aux donnees du reseau prototype. Nous terminerons par une presentation des donnees du reseau prototype installe dans la Pampa par la reconstruction de ses evenements. (auteur)

Files

54049259.pdf

Files (12.3 MB)

Name Size Download all
md5:4abb1d57f5f93f8b454398f8f58bf17a
12.3 MB Preview Download

Additional details

Additional titles

Original title (French)
Simulation de gerbes atmospheriques aux energies de l'Observatoire Pierre Auger et fonction de distribution laterale

Publishing Information

Imprint Pagination
174 p.
Report number
FRNC-TH--14303

Optional Information

Notes
102 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses