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Title: Diseño y simulación de un detector de astropartículas en la sierra ecuatorial con geant4 para la determinación del área efectiva en función de la energía
Authors: Gutiérrez Proaño, Orlando Vinicio
Keywords: FÍSICA
RADIACIÓN
ASTROPARTÍCULAS
Issue Date: 2-Sep-2020
Publisher: Quito, 2020.
Citation: Gutiérrez Proaño, O. V. (2020). Diseño y simulación de un detector de astropartículas en la sierra ecuatorial con geant4 para la determinación del área efectiva en función de la energía. 102 hojas. Quito : EPN.
Abstract: Ecuador is considered an appropriate place for the study of astroparticles because it is crossed by the Andes mountain rang. Furthermore, its geographical position close to the anomaly of the Southeast Atlantic allows the development of space weather studies. This paper presents a historical overview of the discovery of astroparticles, their possible sources, types of Cherenkov detectors and existing observatories. The objective is to study the design and simulation of a Cherenkov water detector that is suitable for implementation at the National Polytechnic School. The study consists of two parts: first, the simulation and generation of extensive air shower (EAS) of γ rays and protons with energy between 1 and 10 TeV, using the CORSIKA software. Second, the digital construction of a 1000-liter capacity detector with two photomultiplier tubes (PMTs) located on the lid and base of the tank and its additional components for simulating the detection using GEANT4 software. The estimation of particle flow and detector efficiency allows the calculation of the effective area of the detector based on energy. Comparing the EASs produced by γ-rays and protons, as well as the negative aspect of using a single detector of small dimensions instead of an array of detectors. This work allows to establish a prototype detector capable of distinguishing a signal of electromagnetic origin from the background noise produced mainly by protons
Description: El Ecuador es considerado un lugar apropiado para el estudio de astropartículas porque está atravesado por la cordillera de los Andes. Además, su posición geográfica cercana a la anomalía del Sudeste Atlántico permite desarrollar estudios de clima espacial. En este trabajo se presenta una reseña histórica del descubrimiento de las astropartículas, sus posibles fuentes, tipos de detectores Cherenkov y observatorios existentes. El objetivo es estudiar el diseño y simulación de un detector Cherenkov de agua que sea adecuado para implementar en la Escuela Politécnica Nacional. El estudio consta de dos partes: primero, la simulación y generación de las lluvias atmosféricas extensas (EASs) de rayos γ y protones con energías entre 1 y 10 TeV, utilizando el software CORSIKA. Segundo, la construcción digital de un detector de 1000 litros de capacidad con dos tubos fotomultiplicadores (PMTs) ubicados en la tapa y la base del tanque y sus componentes adicionales para la simulación de la detección mediante el software GEANT4. La estimación de flujo de partículas y eficiencia del detector permite calcular el área efectiva del detector en función de la energía. Se compara las EASs producto de rayos γ y protones, así́ mismo el aspecto negativo de usar un solo detector de dimensiones pequeñas en lugar de un arreglo de detectores. Este trabajo permite establecer un prototipo de detector capaz de distinguir una señal de origen electromagnético del ruido de fondo producto introducido principalmente por protones.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21076
Appears in Collections:Tesis Física (FISICA)

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