Diseño, construcción y caracterización de detector de radiación Vavilov-Cherenkov de agua.

Abstract

El objetivo del megaproyecto fue diseñar y construir un detector de radiación Cherenkov de agua para tomar y procesar datos, en la identificación de partículas secundarias provenientes de cascadas extensas de rayos cósmicos que inciden en el detector. Se buscó apegarse a los estándares de la comunidad LAGO (Latin American Giant Observatory), encargada de un proyecto de detección de cascadas de rayos cósmicos. Se contó con el apoyo de distintos módulos de las carreras de Licenciatura en Física, Licenciatura en Química, Licenciatura en Ingeniería en C.C. de Computación y TI, Licenciatura en Ingeniería Electrónica, Licenciatura en Ingeniería Industrial y Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica. Se encontró el valor de muon equivalente (VEM) para K’inich Ahau, de (250 ± 20) ADCq, con el que se clasifican los eventos por bandas por el modo histograma. La simulación del detector se realizó con Geant4, y se caracterizaron las señales de pulsos típicos del experimento, obteniendo las amplitudes y tiempos de subida promedio de tres tipos de evento: muones de 4GeV que logran atravesar el tanque, partículas gamma de 100 MeV que producen pares cargados y electrones con energías típicas de la distribución de Michael en el decaimiento de un muón. Esta clasificación por amplitud y tiempo de subida se realizó para eventos en el tanque, y junto a los resultados de la simulación y una referencia se mostró que la velocidad de muestreo de 40 MHz hacía imposible distinguir entre eventos de muones y eventos de electrones en el experimento. La implementación de Red Pitaya en la electrónica mejora la velocidad de muestreo a 125 MHz, por lo que se espera mejor concordancia entre los resultados de la simulación y del experimento para el uso de la nueva electrónica. RR