O instrumento ARAPUCA e seu impacto na sensibilidade do detector longe de DUNE para eventos de baixa energia

• Processo: 18/18544-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Ettore Segreto
• Beneficiário: Kanishka Rawat
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/19164-6 - Desafios para o século XXI em física e astrofísica de neutrinos, AP.ESP
• Assunto(s): Física de neutrinos Detecção de luz Detector de cintilação Argônio líquido Reações de decaimento Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: experimental neutrino physics | instrumentation | experimental neutrino physics

Resumo

O grupo experimental DUNE da UNICAMP concebeu um novo conceito para a detecção de luz de cintilação em argônio líquido (LAr) em grandes câmaras de projeção de tempo (TPC) como as previstas para o detector longe do experimento DUNE. Este novo dispositivo, chamado ARAPUCA (Programa Avançado de R & D de Argônio da UNICAMP), baseia-se no uso de um filtro óptico específico (um filtro dicróico) e de uma técnica inteligente de deslocamento da luz de cintilação, que permite capturar a luz dentro de uma caixa com superfícies internas extremamente reflexivas. Fótons presos são detectados por dispositivos de silício fotossensíveis após algumas reflexões. O ARAPUCA tem a potencialidade de aumentar a eficiência de detecção de luz do detector em uma ordem de grandeza com impacto significativo nas sensibilidades para eventos de baixa energia, como decaimento de prótons e neutrinos de supernovas. Este projeto destina-se a um experimentalista com habilidades de hardware e software, o que pode contribuir para o desenvolvimento do ARAPUCA na melhoria de sua eficiência e deve ser capaz, em colaboração com o grupo teórico, de estimar como essas melhorias beneficiam as sensibilidades do detector.