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através do chuveiro gerado por eles, entre os quais podem-se destacar Volcano Ranch [6],
Haverah Park [7], SUGAR [8], Yakutsk [9], Fly’s Eye [10], HiRes [11], AGASA[12] e
Pierre Auger[13]. Esses experimentos inferiram, através da observação das partículas do
chuveiro, informações sobre a direção de chegada, a energia e a natureza do primário.
O primeiro raio cósmico de ultra-alta energia (RCUAE, na sigla em inglês UHECR –
Ulta High Energy Cosmic Ray) detectado foi no experimento Volcano Ranch, no início da
década de 60. Estimou-se a energia deste RCUAE superior a 10 20 eV [14].
Os raios cósmicos serviram como uma fonte natural para o desenvolvimento da Física
de Altas Energias, principalmente enquanto os aceleradores de partículas não existiam
ou eram ainda incapazes de produzir partículas altamente energéticas. O estudo dessa
radiação levou à descoberta de partículas como o pósitron e o múon, por Anderson [15] [16],
e o píon por Lattes [17].
1.2 Raios Cósmicos
Raios cósmicos são, em grande maioria, partículas subatômicas carregadas e altamente
energéticas vindas do espaço, as quais atingem a atmosfera terrestre por todos os lados.
Estas partículas podem apresentar grandes variações de energia, numa faixa entre 10 9 eV e
10 20 eV , sendo o fluxo observado em relação à energia da partícula mostrado na Figura 1.1.
Nota-se que o fluxo diminui fortemente com o aumento da energia. Para partículas
com energia 10 11 eV , por exemplo, o fluxo é maior que o de partículas com energia 10 20 eV
em dezesseis ordens de magnitude. Raios cósmicos com energia 10 16 eV possuem fluxo
esperado de aproximadamente 6 partículas/km 2 /min, o que levaria um típico instrumento
de 1 m 2 a esperar dois anos para detectar uma única partícula com essa energia.
A Figura 1.1 também mostra uma sinuosidade no início do espectro, para E < 10 9 eV ,
revelando uma atenuação do fluxo para as partículas com mais baixa energia. Isso pode ser
explicado considerando que essas partícula são completamente absorvidas pela atmosfera
ou defletidas pelo campo magnético terrestre. O espectro energético dos raios cósmicos,
com energia acima de 10 9 eV , comporta-se quase como uma lei de potência, da forma [18]:
ΦRC ∝ E −γ
onde o expoente γ é o índice de inclinação do espectro.
5
(1.1)
São observadas duas posições em que o índice de inclinação é alterado e as três faixas