Resumen
La Colaboración LAGO (Latin American Giant Observatory) tiene como objetivo la detección de fotones de alta energía provenientes de GRBs (Gamma Ray Bursts) utilizando detectores Cherenkov de agua (WCD). Para alcanzar la sensibilidad necesaria para la recolección de datos los WCDs deben ser instalados en sitios de altura mayor a 4000 msnm. En este trabajo se describe el diseño de un detector WCD autónomo para su instalación en las faldas del volcán Chimborazo (4310 msnm) desde la mecánica del tanque, su sistema de adquisición y transferencia de datos, generación de energía eléctrica y sistemas de backup para poder garantizar el funcionamiento continuo en el tiempo. Se estima que el WCD podrá funcionar por un período máximo de 18 meses sin mantenimiento, el tratamiento de purificación del agua aumenta considerablemente la transparencia incrementando el numero de fotoelectrones en un factor 2 comparado con otras implementaciones.
Referencias
Allard, D., Allekotte, I., Álvarez, C., Asorey, H., Barros, H., Bertou, X., Burgoa, O., Gómez Berisso, M., Martínez, O., Miranda Loza, P., Murrieta, T., Pérez, G., Rivera, H., Rovero, A., Saavedra, O., Salazar, H., Tello, J., Ticona Peralda, R., Velarde, A. y Villaseñor, L. (2008). Use of water-Cherenkov detectors to detect Gamma Ray Bursts at the Large Aperture GRB Observatory (LAGO). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 595(1), 57–91. doi: https://doi.org/10.1016/j.nima.2008.07.041
Favaro, M. y Bersten, M. (2019). Análisis de Supernovas Asociadas a estallidos de Radiación Gamma. Repositorio Institucional CONICET, 81–83. https://ri.conicet.gov.ar/handle/11336/187817
Ajello, M., Arimoto, M., Axelsson, M., Baldini, L., Barbiellini, G., Bastieri, D., Bellazzini, R., Bhat, P. N., Bissaldi, E., Blandford, R. D., Bonino, R., Bonnell, J., Bottacini, E., Bregeon, J., Bruel, P., Buehler, R., Cameron, R. A., Caputo, R., Caraveo, P. A., … Zimmer, S. (2019). A Decade of Gamma-Ray Bursts Observed by Fermi-LAT: The Second GRB Catalog. The Astrophysical Journal, 878(1), 52. doi: https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab1d4e
Aglietta, M. et al. (1996). Search for gamma-ray bursts at photon energies E >= 10-GeV and E >= 80-TeV. Astrophys. J., 469, 305–310. doi: https://doi.org/10.1086/177779
Bartoli, B., Bernardini, P., Bi, X. J., Cao, Z., Catalanotti, S., Chen, S. Z., Chen, T. L., Cui, S. W., Dai, B. Z., Dâ C™Amone, A., Danzengluobu, Mitri, I. D., Piazzoli, B. D., Girolamo, T. D., Sciascio, G. D., Feng, C. F., Feng, Z., Feng, Z., … Zhu, Q. Q. (2017). Search for Gamma-Ray Bursts with the ARGO-YBJ Detector in Shower Mode. The Astrophysical Journal, 842(1), 31. doi: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aa74bc
Collaboration, T. P. A. (2015). The Pierre Auger Cosmic Ray Observatory. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 798, 172–213. doi: https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.06
Sidelnik, I. y Asorey, H. (2017). LAGO: The Latin American giant observatory. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 876, 173–175. doi: https://doi.org/10.1016/j.nima.2017.02.069
Sidelnik, I., Otiniano, L., Sarmiento-Cano, C., Sacahui, J., Asorey, H., Rubio-Montero, A. y Mayo-Garcia, R. (2023). The capability of water Cherenkov detectors arrays of the LAGO project to detect Gamma-Ray Burst and high energy astrophysics sources. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 1056, 168576. doi: https://doi.org/10.1016/j.nima.2023.168576
Sarmiento, C. A., Nuñez-Castiñeyra, L. A., Asorey, H., Núñez, L. A., Miranda, P. C., Salinas, C. A. y Ticona, R. (2016). Analysis of Background Cosmic Ray Rate in the 2010-2012 Period from the LAGO-Chacaltaya Detectors. https://pure.umsa.bo/es/publications/analysis-of-background-cosmic-ray-rate-in-the-2010-2012-period-fr
Velarde, A., Ticona, R., Miranda, P., Rivera, H. y Quispe Quispe, J. (2009). LARGE APERTURE GAMMA RAY OBSERVATORY THE LAGO PROJECT IN BOLIVIA. Revista Boliviana De Física, 15, 32–38.
Quishpe, R., Audelo, M., Calderón, M., Carrera, E., Cazar, D., Guerrero, D., Mantilla, C., Martínez, O., Vargas, S., Vasquez, N., Velasquez, C. (2015). Panchito Water Cherenkov Detector Water Studies for the LAGO Collaboration. Nuclear and Particle Physics Proceedings, 267-269, 433–435. doi: https://doi.org/10.1016/j.nuclphysbps.2015.10.144
Dupont. (2004). Dupont Tyvek User’s Manual. https://www.dupont.com/content/dam/dupont/amer/us/en/safety/public/documents/en/DuPont_Tyvek_Users_Guide.pdf
The Engineering Toolbox. (2001). Materials Light Reflecting Factors. https://www.engineeringtoolbox.com/light-material-reflecting-factor-d_1842.html
Asorey, H. (2012). Los Detectores Cherenkov del Observatorio Pierre Auger y su Aplicación al Estudio de Fondos de Radiación [Tesis P.h. D]. https://www.researchgate.net/publication/269700456_Los_Detectores_Cherenkov_del_Observatorio_Pierre_Auger_y_su_Aplicacion_al_Estudio_de_Fondos_de_Radiacion
Tene, T. (2013). PROTOCOLO DE PURIFICACIÓN DE AGUA DEL TANQUE CHERENKOV DETECTOR DE PARTÍCULAS CÓSMICAS, 2–5. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/2629
Arnaldi, L. H., Cazar, D., Audelo, M. y Sidelnik, I. (2020). The new data acquisition system of the LAGO Collaboration based on the Redpitaya board. IEEE Xplore, 87–92. doi: https://doi.org/10.1109/CAE48787.2020.9046374
Fabara, J. (2023). Simulation and Economic Savings Study of Solar Renewable Systems for a House [Tesis P.h. D].
Proviento. (2016). High-Temp Long Life GEL Deep Cycle Battery HTB12-100. https://proviento.com.ec/bateriassolares/199-bateria-solar-de-gel-vida-util-prolongada-100ah12vdc.html
Poole, C. M., Cornelius, I., Trapp, J. V. y Langton, C. M. (2012). A cad interface for geant4. Australasian physical & engineering sciences in medicine, 35, 329–334.
Sarmiento-Cano, C., Suárez-Durán, M., Ardila, R. C., Vásquez Ramírez, A., Jaimes-Motta, A., Nuñez, L. A., Dasso, S., Sidelnik, I. y Asorey, H. (2022). The ARTI framework: cosmic rays atmospheric background simulations. European Physical Journal C, 82. doi: https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10883-z
MAGIC-Collaboration. (2019). Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C. Nature, 575(7783), 455–458. doi: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1750-x
Abdalla, H., Adam, R., Aharonian, F., Ait Benkhali, F., Angüner, E. O., Arakawa, M., Arcaro, C., Armand, C., Ashkar, H., Backes, M. et al. (2019). A very-high-energy component deep in the γ-ray burst afterglow. Nature, 575(7783), 464–467.
Huang, Y., Hu, S., Chen, S., Zha, M., Liu, C., Yao, Z., Cao, Z. et al. (2022). LHAASO observed GRB 221009A with more than 5000 VHE photons up to around 18 TeV. GRB Coordinates Network, 32677, 1.
Hamamatsu. (2019). Large Photocatode area Photomultiplier Tube. https://www.hamamatsu.com/content/dam/hamamatsu-photonics/sites/documents/99_SALES_LIBRARY/etd/LARGE_AREA_PMT_TPMH1376E.pdf
Cazar-Ramirez, D. (2023). Leopard Designs. https://github.com/DennisCazar/LeopardDesigns
DELL Technologies. (2023). Hard Drive Failures Caused by High Altitudes. https://www.dell.com/support/kbdoc/en-us/000146135/hard-drive-failures-caused-by-high-altitudes

