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InstrumentaciInstrumentación, Calibración y ón, Calibración y Simulación deSimulación de
Detectores de Superficie del Detectores de Superficie del Observatorio Observatorio
Pierre AugerPierre AugerCarla Brenda Bonifazi
Director: Dr. Alberto Etchegoyen
Director Asistente: Dr. Sergio Sciutto Diciembre 2004
Espectro de Rayos Cósmicos
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 2 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 2
Auger
“Misma ley para todo el espectro”
~ E2,7
Espectro de Rayos Cósmicos
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 3 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 3
Auger
RODILLA
TOBILLO
GZK – cut off
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 4 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 4
GZK – cut off
Los Rayos Cósmicos de alta energía interactúan con la radiación de fondo (caracterizada por su espectro de cuerpo negro de 2,7 K)
Degradación de la energía del Rayo Cósmico
Energía threshold para un Rayo Cósmico que viaja ~100 Mpc de 6 x 1019 eV
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 5 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 5
AGASA Y HiRes
AGASA:
Area total de 100 km². Formado por 111 centelladores de 2,2 m² con 27 contadores de muones Funcionamiento 1990 a 2002 (exposición total de 670 km² sr año) Reportó 11 eventos de alta energía – 2 x 1020 eV
HiRes:
Telescopios de Fluorescencia (Fly’s Eyes) Adquisición en modo monocular (600 km² sr año) o estéreo (170 km² sr año) Detección del evento más energético – 3,2 x 1020 eV Actualmente en funcionamiento
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 6 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 6
AGASA Y HiRes
Discrepancias entre sus resultados:
28 th ICRC Proceedings 3, 381-384, JAPAN (2003)
AGASA: No GZK cut-off
HiRes: Existencia de GZK cut-off
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 7 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 7
Necesidad de un nuevo experimento:
OBSERVATORIO PIERRE AUGERObjetivos:
Estudio del espectro de Rayos Cósmicos con energía superior a 1018 eV
Estudio de la distribución de la dirección de arribo para tales energías
Identificación de la composición química del primario
Con estos datos será posible discernir sobre:
Origen de los Rayos Cósmicos
Posibles fuentes de aceleración
Distribución en el Universo de las posibles fuentes
Campos magnéticos entre las fuentes y la Tierra
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 8 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 8
OBSERVATORIO PIERRE AUGER
Construcción de dos Observatorios:
Hemisferio Sur: Malargüe – Mendoza – Argentina (en construcción)
Hemisferio Norte: Utah o Colorado (Junio 2005)
Sistema de detección Híbrida:
Detectores de Superficie (1600)
Detectores de Fluorescencia (24)
Área total: 3000 km² cada observatorio
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 9 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 9
Observatorio Sur
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 10 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 10
Si estuviera en Buenos Aires...
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 11 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 11
HOY
Los Leones
Coihueco
Los Morados
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 12 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 12
Telescopio de Fuorescencia
Detectores Čerenkov
1,5km
Pixeles Iluminados
Plano de detección
de la lluvia
Eje de la lluvia
Core
Detectores de Fluorescencia
Mide la emisión de la luz de fluorescencia del nitrógeno atmosférico. Da información del Perfil Longitudinal
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 13 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 13
Detector de Fluorescencia
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 14 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 14
Telescopio de Fuorescencia
Detectores Čerenkov
1,5km
Pixeles Iluminados
Plano de detección
de la lluvia
Eje de la lluvia
Core
Detectores de Fluorescencia
Mide la emisión de la luz de fluorescencia del nitrógeno atmosférico. Da información del Perfil Longitudinal
Detectores de Superficie
Detecta las partículas de la cascada que llegan a la tierra (muones, electrones y fotones). Da información del Perfil Lateral
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 15 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 15
Detector de Superficie
PMT
Tanque de
Plástico
Bolsa de Tyvek Agua Pura
Panel Solar
Antena de Comms
Antena de GPS
Caja de Baterias
Electrónica
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 16 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 16
Etapas de la Construcción del Observatorio
Arreglo de Ingeniería (EA) formado por:
32 detectores de superficie
2 detectores de fluorescencia
Pre-producción:
100 detectores de superfice
6 detectores de fluorescencia
Producción
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 17 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 17
Etapas de la Construcción del Observatorio
Arreglo de Ingeniería (EA) formado por:
32 detectores de superficie
2 detectores de fluorescencia
Pre-producción:
100 detectores de superfice
6 detectores de fluorescencia
Producción
Modificaciones
Procedimientos
Control
Validación
Arreglo de Ingeniería
Agua Ultra Pura: Producción y Control de Calidad
Calibración de los Detectores de Superficie
Validación del funcionamiento del Detector de Superficie
Simulación del Detector de Superficie
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 19 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 19
Agua Ultra Pura
Producción de Agua
Sistema de Pre- tratamiento
Dureza < 2 ppm
Conductividad 1560 S/cm
Sistema de Osmosis Inversa
Resistividad ~ 0,125 MΩ/cm
Bacteria < 50 NMP/ 100 ml
Sistema de Electrodeionización
Resistividad > 15 MΩ/cm
TOC < 10 ppm
Almacenamiento
Tanque con sistema de recirculación con . resinas de intercambio mixto . (Resistividad > 15 MΩ/cm)
Transporte de Agua
Tanques de transporte con sistema de llenado y vaciado de calidad sanitaria.Resistividad > 9 MΩ/cm
Technical Design Report, SD (2004)
NIM A523, 50-95 (2004)
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 20 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 20
Bacterias en los primeros detectores del EA
ABRIL / 01
FEBRERO / 00
FEBRERO / 01
Tiempo de Decaimiento 250 días
Bacteria Serratia
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 21 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 21
Evolución en la Calidad del Agua
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 22 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 22
Calibración de los Detector de Superficie
VEM
Solución Trivial:
Utilización de dos centelladores externos como Telescopio de Muones
Nueva Idea:
Utilización de los muones de fondo a partir de la adquición en coincidencia 3-fold.
VEM = Vertical Equivalent Muon
Señal producida por muones que atraviezan el detector en forma vertical y central
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 23 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 23
Calibración utilizando coincidencia 3-fold
TANGO ARRAY
DET #1
DET #2
DET #3
DET #4
NIM A516, 414-424 (2004)NIM A516, 425-435 (2004)
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 24 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 24
Calibración de los Detector de Superficie
e± / Señal ~ E Señal ~ Traza
HUMP
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 25 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 25
Calibración de los Detector de Superficie
Clipping Corners
(CC)
Muones Verticales
Muones Inclinados
CC
Flujo de muones = cos2
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 26 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 26
Calibración de los Detector de Superficie
Flujo de muones = cos2
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 27 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 27
Electrónica y Sistema de Disparo
Niveles de Disparo
ÁNODO
DÍNODO
~32
FADC
PMT+base FE board
FILTRO FADC
FILTRO
TRIGGER
Calibración
T1Threshold (1,75 VEM)
TOT
Threshold (3,2 VEM)
TOTT2
LSLS
SOFTWARESOFTWARECDACDASS
T4 3TOT Compacto + 4C1 FísicaT3
Más de 3 detectores con T2
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 28 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 28
Threshold
1 bin en coincidencia 3-fold sobre un cierto umbral 1,75 para el T1 3,2 para el T2
3,2
1,75
0,2
TOT (Time Over Threshold)
13 bins o mas en coincidencia 2-fold sobre un umbral de 0,2 VEM en una ventana de tiempo de 120 bins (3 s)
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 29 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 29
Electrónica y Sistema de Disparo
Niveles de Disparo
ÁNODO
DÍNODO
~32
FADC
PMT+base FE board
FILTRO FADC
FILTRO
TRIGGER
Calibración
T1Threshold (1,75 VEM)
TOT
Threshold (3,2 VEM)
TOTT2
LSLS
SOFTWARESOFTWARECDACDASS
T4 3TOT Compacto + 4C1 FísicaT3
Más de 3 detectores con T2
Método de Calibración
Gain Matching: Ajuste de ganancias de los 3 PMTs. Se obtiene la calibración de los detectores.
Online Calibration: Estimación de los parámetros del VEMLS para cada fotomultiplicador. Utilizada para el
disparo de los detectores (determinación de T1 y T2)
3-fold Histograms: Adquisición de histogramas en coincidencia 3-fold para determinar el valor del VEM
EA: Adquisición VEMLS y conversión al VEMH
PP: Adquisición VEMH
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 30 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 30
GAP-2002-028
NIM A523, 50-95 (2004)
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 2 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 2
Ajuste de Ganancias (GOCALIB)
Determinación de la línea de base
De Laura se sabe: 2,8 VEMpk en 1-fold es 100 Hz
Se selecciona el valor del VEM deseado (50 cuentas de FADC)
y se ajusta el voltaje de cada fotomultiplicador para obtener una
tasa de contaje de 100 Hz para un umbral de 2,8 veces el valor
del VEM deseado más la línea de base
Los PMTs quedan ajustados en ganacia y además calibrados
con un error < 5%
(fluctuaciones entre detectores y fluctuaciones atmosféricas)
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 31 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 31
Cuentas de FADC
Cu
enta
s
~ 50 cuentas de FADC
PMT 1
PMT 2
PMT 3
Ajuste de Ganancias
Método de Calibración
Gain Matching: Ajuste de ganancias de los 3 PMTs. Se obtiene la calibración de los detectores.
Online Calibration: Estimación de los parámetros del VEMLS para cada fotomultiplicador. Utilizada para el
disparo de los detectores (determinación de T1 y T2)
3-fold Histograms: Adquisición de histogramas en coincidencia 3-fold para determinar el valor del VEM
EA: Adquisición VEMLS y conversión al VEMH
PP: Adquisición VEMH
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 32 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 32
.
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 33 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 33
Calibración en Línea
Idea: Determinación del valor del VEMpk a partir del ajuste
de la tasa de contaje sin modificación del alto voltaje.
Utilización de los eventos que pasan T1
Se determina de la línea de base
Se determina el valor del VEMpk pidiendo una tasa de
contaje de 70 Hz con un umbral de 2,5 VEMpk
Ajuste del VEMpk
LS
LS
LS
LS
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 34 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 34
Verificación de la Calibración en línea
Se cambió el voltaje de uno de los PMTs y se corrió el algoritmo de Calibración en línea
Luego del algoritmo de Calibración en línea
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 35 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 35
Impacto sobre el T2
Rates fluctuation
10 – 30 Hz
All Stations
Rates ~ 21 HzT
asa
de c
onta
je T
2 (H
z)
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 36 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 36
1,75
Área = 1,75
Determinación del VEMq
Cada vez que un pulso tiene una amplitud de 1,75 VEMpk se
asume que tiene una carga de 1,75 VEMq
Se calcula la integral haciendo la suma de los 25 intervalos de
tiempo a partir del 250. Este valor se compara con el valor
anterior y se suma o resta 1 dependiendo la relación
Se divide por 1,75 y se obtiene el valor del VEMq
LS
LS
LS
LS
250 275
0 2 4 6 8 10Iteraciones
325
315
305
2951,7
5 V
EM
q
Método de Calibración
Gain Matching: Ajuste de ganancias de los 3 PMTs. Se obtiene la calibración de los detectores.
Online Calibration: Estimación de los parámetros del VEMLS para cada fotomultiplicador. Utilizada para el
disparo de los detectores (determinación de T1 y T2)
3-fold Histograms: Adquisición de histogramas en coincidencia 3-fold para determinar el valor del VEM
EA: Adquisición VEMLS y conversión al VEMH
PP: Adquisición VEMH
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 37 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 37
.
.
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 38 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 38
Relación con el Histogramas en Coincidencia 3-fold
AMPLITUD
CARGA
VEMpk = 1.04 VEMpk ± 0.04LSH
VEMq = 1.04 VEMq ± 0.03LS H
EA: Adquisición del VEMLS y conversión al VEMH
PP: Adquisición del VEMH
Método de Calibración
Gain Matching: Ajuste de ganancias de los 3 PMTs. Se obtiene la calibración de los detectores.
Online Calibration: Estimación de los parámetros del VEMLS para
cada fotomultiplicador. Utilizada para el disparo de los detectores (determinación de T1 y T2)
3-fold Histograms: Adquisición de histogramas en coincidencia 3-fold para determinar el valor del VEM
EA: Adquisición VEMLS y conversión al VEMH
PP: Adquisición VEMH
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 39 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 39
.
.
.Relación entre los histogramas 3-fold y el VEM
CalibraciCalibración ón AbsolutaAbsoluta
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 40 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 40
Calibración de los Detector de Superficie
PMT 1
SUM
PMT 2
PMT 3
PMT 1 PMT 2
PMT 3 SUM
Valores determinados en LAURA y medidos con Oscilloscopio para EA
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 41 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 41
Efectos de la Calibración
Efectos de la Temperatura (Electrónica)
Fluctuaciones simultáneas en la determinación del VEM . (estimado y real)
Forma del Pulso, relacionado con los niveles de disparo T1 y T2
Efectos de la Atmósfera (Algoritmo empleado)
Afecta al proceso de calibración en línea y de disparo
Correlación entre la relación del VEM estimado y el real con la . presión
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 42 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 42
Efectos de la Calibración
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 2 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 2
Validación del funcionamiento del Detector de Superficie
Pulso promedio del VEM en el detector LAURA con Osciloscopio
Decay Time = 56 ± 2 ns
Estudio de la mayor cantidad posibles de observables que permitan monitorear los detectores de superficie
Tiempo de decaimiento del pulso promedio de muones
Relación Area/Peak
Tasa de contaje de los distintos niveles de disparo T1 y T2
Parámetros de Calibración
Etc Osciloscopio
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 44 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 44
Laura determinación del Pulso promedio del VEM a partir de los datos 3-fold
Histograma de Cargas Ajuste del HUMP con una gaussiana Cortes Utilizados:
desde Mean – 1.7 Sigmahasta Mean + 1.0 Sigma
Idea: Obtener a partir de cortes el mismo pulso promedio del VEMdel histograma 3-fold
Chicago Auger Workshop (2002)
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 45 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 45
Tiempo de Decaimiento: Pulso promedio del VEM: 56 ns ± 2 ns Pulso promedio usando cortes: 57 ns ± 2 ns
Laura determinación del Pulso promedio del VEM a partir de los datos 3-fold
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 46 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 46
Comparación del Pulso promedio medido con Oscilloscopio y con LS (electrónica Auger)
Tiempo de Decaimiento:Osciloscopio: 57 ns ± 2 nsEstación Local: 55 ns ± 4 ns
Implementación en todo el EA
Simulaciones
Tiempo de muestreo LS = 25 ns
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 47 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 47
Evolución
Chigua
Neyu Mapu
Pehuenche
2002
2003
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 48 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 48
Evolución
Carmen
2002
2003
Mapu - Lüfke
Tamara
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 49 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 49
Simulación del Detector de Superficie
Primero: Garantizar una buena simulacion del detector Entender el funcionamiento del detector Reproducir los parámetros de la Calibración
AGASIM
SAMPLES
SDSIM
GEANT 4
EASYSIM
FAST
Forma de pulso re-escaleada proporcionalmente a la carga depositada por la partícula según la longitud de traza que esta recorre
DETAILED
Consiste en seguir la propagación de los fotones generados por las partículas en el detector
Objetivo Principal: Simular la respuesta del detector para la reconstrucción de los rayos cósmicos
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 50 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 50
Fast Mode
Datos Prototipo Tandar
TL ~ Carga
Muones
Electrones
Fotones (Compton o Formación de Pares)
Parametrización Auger
donde: A1 and A2 son amplitudesT1 es el tienpo de decaimientoT2 es el tiempo de crecida
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 51 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 51
Detailed Mode
Rayos Gama
Producción de Pares
Dispersión Compton
Electrón(es)
Muones y Electrones
Pérdida por Ionización
Emisión de Rayos Delta
Dispersión Múltiple
Bremsstrahlung
Radiación Čerenkov
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 52 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 52
Detailed Mode
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 53 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 53
Resultados
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 54 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 54
Resultados Espectro 3-fold
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 55 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 55
Resultados
No Muon Decay
No Bremsstrahlung
Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Instrumentación, Calibración y Simulación de Detectores de Superficie del Observatorio Pierre AugerSuperficie del Observatorio Pierre Auger
Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 56Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 56
Resultados (Preliminar)
Simulación Experimento
Distribución en tiempo para dos eventos sucesivos
decaying
all particles
electrons
Electrón/VEM
Simulaciones ~ 0.124
Experimentales 0.134 ± 0.004
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Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 57 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 57
ConclusionesAgua Ultra Pura: Producción y Control de Calidad
Producción de Agua con resistividad > 15 MΩ-cm
Almacenamiento y transporte preservan su calidad
NMP de bacterias disminuye con el tiempo (bajos índices de . contaminación)
Calidad del Agua monitoriada mediante el estudio del tiempo de . decaimiento del pulso promedio de los muones
Calibración de los Detectores de Superficie
Método basado en el ajuste de ganancias y determinación del . VEM a partir del ajuste de las tasas de contaje
Igual tasa de contaje para los niveles T1 y T2 en todos los . detectores
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Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 58 Carla Brenda Bonifazi – Diciembre 2004 – 58
ConclusionesCalibración de los Detectores de Superficie
Histogramas de coincidencia 3-fold con 150000 eventos para . la determinación del HUMP
Resultados con Laura Capisa
HUMP/VEM para cada PMT 1,01 1,02
HUMP/VEM para la suma PMTs 1,15 1,10
Calibración estable y eficiente. Fluctuaciones bien entendidas
Validación del funcionamiento del Detector de Superficie
Se desarrolló un método para obtener el pulso promedio del muón . vertical y central a partir del histograma en coincidencia 3-fold
Parámetros encontrados son utilizados para las simulaciones
Validación del funcionamiento del Detector de Superficie Se desarrolló un método para obtener el pulso promedio del muón . vertical y central a partir del histograma en coincidencia 3-fold
Parámetros encontrados son utilizados para las simulaciones
Para los detectores del EA el tiempo de decaimiento varía entre . 53 ± 2 ns para FLAVIA y 78 ± 3 ns para HURON. Valor medio . del tiempo de decaiminto para PP es de 65 ns
Simulación del Detector de Superficie
Nuevo código de simulaciones capaz de reproducir las características . de los WCD. Todavía en desarrollo
Reproducción de los datos experimentales
Reproducción de la posición del HUMP para el histograma en 3-fold
Listo para la simulación de lluvias
Conclusiones
Laudo Barbosa – Daniel Supanitsky – Pablo Bauleo – Armando Ferrero – Alberto Filevich – Xavier Bertou – Patrick Allison –
Christian Grunfeld – Ingo Allekotte – Tiina Suomijärvi – Isabelle Lhenry-Yvon – Denis Allard – Alexandre Creusot – Bernard Genolini
– Joël Pouthas – Etienne Parizot – Gianni Navarra – Piera Ghia – Hugo Grahmann – Oscar Ruiz – Domingo Simoncelli – Ernesto Fisher – Jorge Vidalle – Roberto De Luca – Malargüe – Ricardo
Perez – Pedro Barraza – Rosa Pacheco – Gualberto Avila – Ruben Squartini – Pitoto – Sanchez – Horacio – Guerra – Mario – Miguel – Roberto Argumedo – Urrutia – Clementina Medina – Diego Melo – Alejandro Tamashiro – Analisa Mariazzi – Mariano Gomez Beriso - Maria Cambón – Nacho García-Mata – Javier Curiale – Karina Beck
– Claudia López – Alejandro Alice – Gaston Giribet – Eugenia Lascano – Julio Rodriguez – Cristian Lantz – Haydée Sanchez –
Juan Carlos Bonifazi – Yesica Bonifazi – Evelyn Bonifazi – Andres Coxe – Alberto Etchegoyen – Sergio Sciutto – Ricardo Piegaia –
Antoine Letessier-Selvon - Ana Machado – Ronald Shellard – Zelia Quadros – Rafael Nóbrega – Rogelio – Luciano Manhaes – Luiz
MUCHAS GRACIAS !
!!CARL
A
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TOT (Time Over Threshold)
13 bins o mas en coincidencia 2-fold sobre un umbral de 0,2 VEM en una ventana de tiempo de 120 bins (3 s)
0,2 VEM
> 13 bins
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Ensamblado y Emplazamiento de los
DetectoresEnsamblado Recepción de los detectores
Inspección y limpieza de los detectores
Montaje (pasacables, bolsa, etc)
Instalación de los paneles solares y su cableado
Instalación de los PMTs Emplazamiento Selección del sitio para emplazar el detector
Preparación del sitio
Transporte del detector a su posición
Terminar los trabajos sobre el derector
Control del funcionamiento de los PMTs
Llenado del detector con agua ultra pura
Instalación de la electrónica y puesta en funcionamiento
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Area/Peak vs Decay Time
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