Studio della possibilità di separare gli eventi osservati nell'esperimento Auger in due gruppi di massa.

La misura della composizione in massa dei raggi cosmici di altissima energia (E>10^(18) eV) è importante per capire la loro origine astrofisica. Raggi cosmici di tali energie possono esser studiati solo indirettamente attraverso l'evoluzione in aria degli sciami estesi (EAS) di particelle secondarie prodotte nell'interazione del raggio cosmico primario con le particelle di alta atmosfera. Lo studio è solitamente compiuto comparando gli andamenti medi dei dati sperimentali con gli andamenti simulati per composizioni in massa puramente leggere (protoni) o puramente pesanti (nuclei di ferro). Nel lavoro di tesi si esplorano diversi parametri sensibili alla massa del primario per studiare la natura di raggi cosmici di altissima energia tramite i rivelatori di superficie dell'esperimento Auger. Le osservabili utilizzate sono legate alla luce Cherenkov dovuta al passaggio di muoni ed elettroni relativistici nell'acqua ultra pura contenuta nei rivelatori di superficie. La luce è raccolta da tre fototubi e convertita in segnale da una fast ADC da cui le variabili usate nella tesi sono estratte. Esse sono il Rise Time, ovvero il tempo di salita del segnale integrale dal 10% al 50% del segnale totale, il rapporto tra il segnale dovuto alla componente muonica e quella elettromagnetica ed il segnale dovuto ai soli muoni. Utilizzando i dati dalle simulazioni che riproducono la risposta dell'esperimento per eventi di energie nell'intervallo 18.3-19.5 Log10(E[eV]), si sono sviluppati metodi per distinguere primari leggeri da quelli pesanti. I metodi caratterizzano gli eventi in base al segnale dei muoni, da solo o collegato a quello della componente elettromagnetica, e al rise time. Vengono ricavati dei tagli, per dividere il campione nelle due nature, attraverso lo studio di valori mediani delle tre osservabili in funzione della distanza dal core dell'evento in particolare nell'intervallo 600-1200 m. L'analisi evento per evento è condotta assegnando ad ogni detector appartente ad un evento una etichetta protone o ferro e un voto, cio' per ogni osservabile, che danno un parere sulla natura dell'evento e un estimatore di quanto questo carattere sia forte. Successivamente tutte le etichette e i valori sono confrontati per ogni tank appartente all'evento e vengono scelte una natura ed un voto per l'intero evento per ogni metodo collegato ad una singola variabile. I risultati dei tre metodi basati su Rise Time, segnale muonico e rapporto dei segnali muonico ed elettromagnetico, vengono confrontati in metodi misti. I risultati mostrano che è possibile distinguere la natura dell'evento nel 75-95% dei casi, omogeneamente per eventi da ferro o da protone, a seconda dell'energia per il metodo che prende in considerazione la sola componente muonica mentre la percentuale scende al 65-80% per gli altri metodi.