Experiencias en Física de Altas Energías · Los rayos gammas no se pueden colimar, integrar en el...
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Experiencias en Física de Altas Energías Nicolás Vásquez Departamento de Física Escuela Politécnica Nacional
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Experiencias en Física de Altas Energías
Nicolás VásquezDepartamento de FísicaEscuela Politécnica Nacional
Definamos la alta energía
1 keV = 103 eV
1 MeV = 103 keV = 106 eV
1 GeV = 103 MeV = 109 eV
1 TeV = 103 GeV = 1012 eV
1 PeV = 103 TeV = 1015 eV
1 EeV = 103 PeV = 1018 eV
Energía máxima asumiendo la validez de la física conocida, límite energético dondela teoría cuántica de campos del modelo Estándar no es compatible con la relatividad general.
Unidades de energía
La pseudo-ciencia…….
Método CientíficoFormular una pregunta
AntecedentesInvestigación
Construir hipótesis
Probar con experimentos(observaciones, etc)
Pensar!Nuevo intento
Analizar resultadosConclusiones
Hipótesis: verdadera Hipótesis: falsa
Reporte de resultados
¿Reconocen estos experimientos?
ASTROFISICA GAMMA
10010−5
10−1010−15
10−200.00.20.40.60.81.0
Radio
NIRIR
Optica
lUV
Far−U
VX−ray
Hard X
−ray
Gamm
a−ray
10−19
1013
1027
10−18
1012
1026
10−17
1011
1025
10−16
1010
1024
10−15
109
1023
10−14
108
1022
10−13
107
1021
10−12
106
1020
10−11
105
1019
10−10
104
1018
10−9
103
1017
10−8
102
1016
10−7
101
1015
10−6
11014
10−5
10−1
1013
10−4
10−2
1012
10−3
10−3
1011
10−2
10−4
1010
10−1
10−5
109
110−6
108
101
10−7
107
102
10−8
106
Wavel
ength (
m)
Energ
y (eV)
Freque
ncy (H
z)
Gamma-ray X-rayUVvisible
IRMicrowave
Radio
GBMLAT
Conexión natural con astrofísica de neutrinos, ondas gravitacionales y rayos cósmicos
Intermediate Gamma rays (aka MeV)
High energy gamma rays (aka GeV)
Very High Energy (VHE) gamma rays (aka TeV)
FERMIHAWCVERITASHESSSWIFT
Large Area Telescope (LAT):
• 20 MeV - >300 GeV
• 2.4 sr FoV (scan all sky ~3hrs)
Gamma-ray Burst Monitor (GBM)
• 8 keV - 40 MeV
• Whole sky
OBSERVACIONES
Los rayos gammas no se pueden colimar, integrar en el tiempo y posición.
INTERACCIONES
ionización Producción de pares Efecto Compton
Bremsstrahlung
Detectores
Tubos fotomultiplicadores
Desplazador de longitud de onda: material fluorescenteconvierte longitudes de onda cortas a longitudes de onda largas
Centelladores orgánicos (plásticos, líquidos)
Generación partículas de alta energía
Artificial (cuesta y mucho)
Aceleradores de partículas
Naturales (gratis!!!)
EstrellasBig BangRadiactividadProcesos de aceleraciónCáscadas atmosféricas extensasMateria oscura
Colisiónprotón-protón
Astronomía multibanda
GRB170817A/GW070817
VENTAJAS DE INSTALAR OBERVATORIOS EN LATINOAMÉRICA
- AndesAlturas sobre los 4000 m.s.n.mAtmósfera = 0.5 atmósfera nivel Del mar- SagitarioObservación centro galácticodec -26 a -30 grados
HAWCGTM
Pierre AugerLLAMA
LSSTVLTALMALas Campanas
ALPACAPaís LAGO
Futuro: CTA, Andes, EELT
CASO particularAstroparículas en la EPN
- Proyecto LAGO
Ventajas- Los Andes Ecuatorianos son un buen candidato para instalar detectores de Astropartículas, ofrecen una diversidad de altitudes de 0 a 5000 msnm, de fácil y rápido acceso.- Existe un grupo consolidado
ColaboradoresCEDIAUniversidad San Francisco Escuela Politécnica del ChimborazoUniversidad de CuencaUniversidad del Azuay
Desafíos
Guardar datos de partículas relativistas:Muestreo de voltaje de salida del PMT con resolución de 8 nanosegundos.Problemas de programación y almacenamiento de datos
Software
PMT and
SENSOR
ACQUISITION
PROCESSING STORAGE
DATA ACQUISITION
26/08/2017 Autonomous Detector Station
IN 1ADC 125
MSPS
14 BITS Digital Signal
Inverter
TRIGGER & FILTER
BRAM BUFFER
Registers Configurat
on
Registers Status
CPU
32 BITS
18/48
Herramientas gratuitas:
GITHUB
IMPORTANTE!Capacitaciones!! Juntar investigadores para fortalecer alianzas y colaboraciones existentes.
Acknowledgements
26/08/2017 Autonomous Detector Station 21/48
