Diseño de un sistema de detección de Gamma Ray Bursts para la Colaboración LAGO

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Palabras clave

estallidos de rayos gamma,
detector Cherenkov de agua
astropartículas

Cómo citar

Cazar, D., Audelo, M., Castillo, D., Pozo, E., & Heredia, M. F. (2023). Diseño de un sistema de detección de Gamma Ray Bursts para la Colaboración LAGO. ACI Avances En Ciencias E Ingenierías, 15(2), 22. https://doi.org/10.18272/aci.v15i2.3130

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Derechos de autor 2023 Dennis Cazar

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.

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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