Desenvolvimento e aplicações de detectores gasosos baseados em microestruturas

• Processo: 16/24595-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Pedro Hugo Ferreira Natal da Luz
• Beneficiário: Pedro Hugo Ferreira Natal da Luz
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/05282-2 - Desenvolvimento e aplicações de detectores gasosos baseados em microestruturas, AP.JP
• Assunto(s): Instrumentação (física) Detectores de radiação Física de alta energia Experimento ALICE
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Detecção de neutrões | Gas Electron Multiplier | Imagem de raios X | Micropattern Gaseous Detectors | Thick Gas Electron Multiplier | Instrumentação - Detectores de radiação

Resumo

Detectores gasosos baseados em microestruturas (MPGD) são uma tecnologia recente, empregada na construção de detectores de grande área, com boa resolução espacial e em energia, e possibilidade de operação com altas taxas de contagem. A pesquisa em MPGD tem ganho um impulso tremendo e tem dado uma valiosa contribuição em muitos experimentos de Física de Altas Energias. Esta tecnologia é um dos tópicos de fronteira em detecção de radiação e uma novidade absoluta no Brasil, não existindo nenhum outro grupo a trabalhar de maneira abrangente no desenvolvimento deste ramo da Instrumentação. Esta proposta visa contribuir com os esforços da colaboração ALICE (A Large Ion Collider Experiment), um dos grandes experimentos do colisor LHC (Large Ion Collider), localizado no CERN (l'Organisation Européene pour la Recherche Nucleaire), para a utilização de GEM (Gas Electron Multiplier) na sua TPC (Time Projection Chamber) e explorar o desempenho destes detectores em aplicações inovadoras interdisciplinares. A contribuição para a sua evolução em termos de área de detecção, resolução em posição e simplicidade de construção trará benefício para outras ciências, fazendo emergir o \hepic (High Energy Physics and Instrumentation Center da USP) como um grupo de referência no trabalho com MPGDs, tanto no Brasil, como internacionalmente. Quatro principais grupos de problemas serão abordados neste projeto, sendo eles:-estudo das condições de operação do sistema de GEMs a ser instalado no experimento ALICE do LHC-CERN;- teste e integração do ASIC SAMPA desenvolvido no âmbito da colaboração ALICE do CERN, como eletrônica de leitura para MPGDs em geral;- pesquisa e desenvolvimento em MPGDs;- aplicações de MPGDs em estudo do patrimônio histórico e cultural, por meio de raios X, com detectores de área grande e detecção de nêutrons térmicos para uso em técnicas de espalhamento. O ASIC SAMPA fará a coleta de carga de sistemas de detecção sensíveis à posição desenvolvidos ao longo deste projeto. Está também em curso o desenvolvimento de estruturas Thick-GEM com a Indústria Brasileira para substituir os GEMs, que são mais frágeis e de produção mais complexa. Os Thick-GEMs serão usados na detecção de nêutrons como conversores baseados em Boro-10, uma promissora alternativa ao Hélio-3. Já foram iniciados alguns testes de deposição sobre amostras de cobre, com resultados encorajadores. Os trabalhos a realizar utilizarão a infraestrutura laboratorial em desenvolvimento no HEPIC, que é um centro emergente em instrumentação para Física de Altas Energias. (AU)