Desenvolvimento de detectores de argônio líquido para física de neutrinos

• Processo: 16/22738-0
• Linha de fomento: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Vigência (Início): 27 de janeiro de 2017
• Vigência (Término): 26 de janeiro de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Ernesto Kemp
• Beneficiário: Ernesto Kemp
• Anfitrião: Gustavo Cancelo
• Instituição-sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Local de pesquisa : Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), Estados Unidos
• Vinculado ao auxílio: 16/01106-5 - Programa de argônio líquido na UNICAMP, AP.JP
• Assunto(s): Física experimental Neutrinos Argônio Fótons

Resumo

A física experimental de neutrinos atravessa uma mudança de paradigma na técnica de detecção para experimentos de grande porte. As tradicionais técnicas que empregam água e cintiladores líquidos atingiram o seu máximo em desempenho e apenas podem contribuir, via aumento de escala dos detectores, na estatística dos dados coletados. As câmaras de projeção temporal de argônio líquido (Liquid Argon Time Projection Chamber - LArTPC) têm se mostrado como a mais promissora técnica para alçarmos o nível de qualidade dos dados de interações de neutrinos em termos de resoluções espacial e em energia. As LArTPC constituem a base do programa de pesquisa em neutrinos sediado no Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory FNAL), localizado em Batavia (IL) EUA. O programa é amplo em seu escopo de pesquisa em física e também em novas tecnologias. Sua estratégia é baseada no incremento gradual da dimensão de detectores e na busca de aperfeiçoamentos até que se atinja o estado da arte que vai ser empregada no ambicioso projeto de uma LArTPC com 50 kton a ser instalada em laboratório subterrâneo (DUNE). Parte essencial das LArTPCs é o sistema de detecção de fótons. O grupo de neutrinos da UNICAMP propôs uma inovação no sistema de coleta de fótons, o dispositivo denominado ARAPUCA, baseado na combinação de filmes de deslocadores de comprimento de onda e filtros dicróicos que aprisionam os fótons de cintilação do argônio, aumentando a eficiência na coleta de luz. O objetivo deste projeto é obter recursos para uma estadia no Fermilab e trabalhar na Pesquisa e Desenvolvimento da ARAPUCA, para encontrarmos parâmetros ótimos do conjunto óptico, configuração geométrica e mecânica e também para os circuitos eletrônicos de leitura dos sensores de luz, de forma a conseguirmos o máximo desempenho deste dispositivo. Paralelamente também pretendo trabalhar em outros componentes das LArTPC, como em estudos do desempenho dos planos de ânodos, que combinado com o sistema de detecção de luz, fornecem as informações necessárias para reconstrução de eventos de neutrinos nas LArTPCs. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FOREMAN, W.; ACCIARRI, R.; ASAADI, J. A.; BADGETT, W.; BLASZCZYK, F. D. M.; BOUABID, R.; BROMBERG, C.; CAREY, R.; CAVANNA, F.; ALEMAN, J. I. CEVALLOS; CHATTERJEE, A.; EVANS, J.; FALCONE, A.; FLANAGAN, W.; FLEMING, B. T.; GARCIA-GAMEZ, D.; GELLI, B.; GHOSH, T.; GOMES, R. A.; GRAMELLINI, E.; GRAN, R.; HAMILTON, P.; HILL, C.; HO, J.; HUGON, J.; IWAI, E.; KEARNS, E.; KEMP, E.; KOBILARCIK, T.; KORDOSKY, M.; KRYCZYNSKI, P.; LANG, K.; LINEHAN, R.; MACHADO, A. A. B.; MARUYAMA, T.; METCALF, W.; MOURA, C. A.; NICHOL, R.; NUNES, M.; NUTINI, I.; OLIVIER, A.; PALAMARA, O.; PALEY, J.; PAULUCCI, L.; PULLIAM, G.; RAAF, J. L.; REBEL, B.; RODRIGUES, O.; SANTOS, L. MENDES; SCHMITZ, D. W.; SEGRETO, E.; SMITH, D.; SODERBERG, M.; SPAGLIARDI, F.; JOHN, J. M. ST.; STANCARI, M.; SZELC, A. M.; TZANOV, M.; WALKER, D.; WILLIAMS, Z.; YANG, T.; YU, J.; ZHANG, S.; COLLABORATION, LARIAT. Calorimetry for low-energy electrons using charge and light in liquid argon. Physical Review D, v. 101, n. 1 JAN 22 2020. Citações Web of Science: 0.