Catálogo de publicaciones - tesis

Compartir en
redes sociales

Título de Acceso Abierto

Instrumentación, calibración y simulación de detectores de superficie del observatorio Pierre Auger

Carla Brenda Bonifazi Alberto Etchegoyen

publishedVersion.

Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital

El entendimiento de la física de los rayos cósmicos es aún una de las metas más importantes de la comunidad científica para construir su conocimiento acerca del Universo. Su estudio a lo largo de los años ha permitido avances importantes tanto en las ramas de la física de partículas como de la astrofísica. Para su estudio se han desarrollado muchas técnicas experimentales desde las primeras cámaras de niebla utilizadas en los ascensos en globo hasta el desarrollo de observatorios gigantes dedicados al estudio de las partículas de más alta energía. El espectro de energías de los rayos cósmicos va desde los ~ 100keV hasta ~ 10^20 eV. Estos inciden sobre la tierra en todas las direcciones y con un flujo constante en el tiempo. Los rayos cósmicos de energía superior a los PeV que inciden en la atmósfera producen una cascada de partículas secundarias. Estas partículas inducen la emisión de luz de fluorescencia por parte del nitrógeno atmosférico, que puede ser registrada para la detección del chubasco producido. A su vez, las partículas secundarias que alcancen la Tierra pueden ser registradas por detectores ubicados al nivel del suelo. El observatorio Pierre Auger, que actualmente se encuentra en construcción y funcionamiento parcial, tiene por objetivo el estudio de los rayos cósmicos de energía ultra elevada, mayor a 10^19 eV. Para ello utiliza un sistema híbrido de detección de las partículas secundarias formado por un detector de superficie (detectores de efecto Čerenkov en agua) y telescopios de fluorescencia. En este trabajo se realiza una descripción completa de ambos detectores. Para el detector de fluorescencia se presentan estudios de la luz de fondo de noche que sirvieron para el diseño de la electrónica de los mismos. Para el detector de superficie se presentan trabajos realizados con el objetivo de contribuir con su montaje, instalación y puesta en funcionamiento. Durante la primera etapa de construcción del Observatorio se desarrollaron las técnicas y procedimientos para garantizar el correcto funcionamiento del mismo. Previamente al comienzo de la construcción del Observatorio se realizaron estudios sobre un detector prototipo de efecto Čerenkov en agua emplazado en el Laboratório TANDAR, tales como la caracterización de respuesta frente a distintas direcciones de ingreso de las partículas y el desarrollo de un método de calibración del detector. A continuación se montó un conjunto de cuatro detectores para la medición de rayos cósmicos con energías del orden de ~10^15 eV. En este trabajo se describen el diseño, la construcción y la operación de este arreglo de detectores. También se incluye el desarrollo del sistema de toma de datos y los análisis de estabilidad de su funcionamiento. Finalmente se muestran algunos eventos típicos registrados. Se presenta además el desarrollo del actual método de calibración de los detectores de superficie del Observatorio Pierre Auger. Junto a éste, las diferencias técnicas y estudios realizados para garantizar el correcto funcionamiento de los detectores y para validar el sistema de adquisición de los datos. Finalmente, toda la experiencia adquirida se volcó en un programa de simulaciones del detector de efecto Čerenkov en agua, que esta disponible para ser utilizado pela Coloaboración Pierre Auger.

Palabras clave – provistas por el repositorio digital

RAYOS COSMICOS; OBSERVATORIO PIERRE AUGER; DETECTORES DE EFECTO CERENKOV EN AGUA; CALIBRACION; SIMULACION; COSMIC RAYS; PIERRE AUGER OBSERVATORY; WATER CERENKOV DETECTORS; CALIBRATION; SIMULATION