Abstract
Raios cósmicos de alta energia são núcleos acelerados que atingem energias cinéticas superiores a 10²⁰ eV. A natureza desse processo de aceleração permanece como uma das grandes questões da física, motivando o desenvolvimento de instrumentos modernos para sua detecção e estudo. O projeto MARIACHI (Mixed Apparatus for RADAR Investigation of Cosmic Ray of High Ionization), localizado no Laboratório Nacional de Brookhaven (BNL), busca detectar raios cósmicos de altíssimas energias utilizando a técnica de espalhamento frontal de ondas eletromagnéticas. Esse método, amplamente empregado na detecção de meteoros, pode ser adaptado para raios cósmicos, pois, assim como os meteoros, esses eventos são capazes de ionizar átomos da atmosfera, refletindo ondas eletromagnéticas na faixa de VHF. Os sinais refletidos são captados por antenas e demodulados, apresentando baixa relação sinal-ruído devido à fraca intensidade das ondas refletidas. Dessa forma, torna-se necessário o uso de técnicas avançadas de detecção e classificação de sinais em ambientes ruidosos. Este trabalho utiliza processamento estocástico baseado em filtragem ótima para a detecção automática de raios cósmicos no contexto do projeto MARIACHI. Nessa abordagem, as propriedades estatísticas do ruído aditivo e do próprio sinal são exploradas para projetar um filtro linear que maximiza a relação sinal-ruído, conhecido como filtro casado. A detecção foi realizada de forma offline a partir de dados reais digitalizados, e a implementação do filtro casado, bem como resultados relevantes, são apresentados e discutidos.