Estudio de la composición de rayos cósmicos de ultra alta energía en el Observatorio Pierre Auger

La presente Tesis fue realizada con el análisis de datos registrados por el Observatorio Pierre Auger entre enero del 2004 y agosto del 2009, colectados con el detector de superficie y también con técnica híbrida. El objetivo principal es presentar un método para obtener información de la composición de la partícula primaria para energías mayores a 10 18.5 eV a partir de la gran cantidad de datos colectada por el detector de superficie. En el capítulo 2 se presentan los observables sensibles a la masa de la partícula primaria utilizados por diferentes experimentos, y se muestran los resultados más recientes. En el capítulo 3, se describe el Observatorio Pierre Auger, y se detalla cómo se obtiene información de la partícula primaria a partir de la detección de la cascada generada en la atmósfera. Los principales resultados obtenidos por la Colaboración Pierre Auger se presentan en el capítulo 4. Los capítulos restantes incluyen el aporte original de esta Tesis. En el capítulo 5 se introduce un nuevo observable sensible a composición, se estudia su comportamiento y sus sesgos. La relación de este nuevo parámetro con la profundidad del máximo de partículas en la atmósfera se explora en el capítulo 6, y se presenta un método para estudiar composición a partir de la relación obtenida. En el capítulo 7, se describen estudios preliminares adicionales sobre el nuevo parámetro. Finalmente, se presentan las conclusiones de esta Tesis. Doctor en Ciencias Exactas, área Física Universidad Nacional de La Plata