Proyectos Módulo de Instrumentación¶
Responsables del curso¶
A continuación se listan los proyectos finales de las filiales: Altas Energías y Sistemas Complejos. En cada uno de ellos se adjuntan recursos bilbiográficos del fenómeno físico a estudiar y una breve descripción del montaje experimental.
Altas Energías¶
Cronograma de acceso remoto¶
Los estudiantes tendrán 24 horas empezando a las 10 a.m. del día asignado para adquirir los datos de cada proyecto.
| Viernes 9 | Sábado 10 | Domingo 11 | Lunes 12 | Martes 13 | Miércoles 14 |
|---|---|---|---|---|---|
| EAS | ooo | ooo | Calibración WCD | Vida Media del Muón | Calibración WCD |
| SiPM Hamamatsu | ooo | ooo | ooo | ooo | ooo |
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Se pueden adicionar nuevos horarios de acceso si se presenta alguna dificultad. Comunicarlo al Mattermost.
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Se aconseja realizar el reporte del proyecto (objetivos, procedimiento, discusión, conclusiones) en notebooks Jupyter
Caracterización del SiPM CPTA-151¶
En este proyecto los estudiantes realizan la caracterización completa del fotomultiplicador de Silicio CPTA-151. Estos parámetros son: voltaje de ruptura, ganancia, espectro de fotoelectrón y ruido (conteo oscuro, crosstalk y afterpulsing). Los parámetros de control es el voltaje de polarización y la temperatura del SiPM.
Recursos:
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P. Eckert et al. Characterisation studies of silicon photomultipliers. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2010. http://doi.org/10.1016/j.nima.2010.03.169
Instrumento:
- J. Sánchez-Villafrades et al. Characterization and on-field performance of the MuTe Silicon Photomultipliers. arXiv. 2021. https://arxiv.org/abs/2102.01119
Guía:
En el siguiente link encuentran la guía del proyecto en forma de Jupyter Notebook. Esta describe los pasos para acceder remotamente al instrumento así como su configuración y toma de datos.
Video:
Equipo de caracterizacióón de SiPM/APD
Montaje:
Persona de contacto:
Caracterizacón de un SiPM Hamamatsu S13360¶
En este proyecto los estudiantes realizan la caracterización completa del fotomultiplicador de Silicio Hamamtsu S13360. Estos parámetros son: voltaje de ruptura, ganancia, espectro de fotoelectrón y ruido (conteo oscuro, crosstalk y afterpulsing). Los parámetros de control es el voltaje de polarización y la temperatura del SiPM.
Recursos:
-
P. Eckert et al. Characterisation studies of silicon photomultipliers. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2010. http://doi.org/10.1016/j.nima.2010.03.169
Instrumento:
- J. Sánchez-Villafrades et al. Characterization and on-field performance of the MuTe Silicon Photomultipliers. arXiv. 2021. https://arxiv.org/abs/2102.01119
Guía:
En el siguiente link encuentran la guía del proyecto en forma de Jupyter Notebook. Esta describe los pasos para acceder remotamente al instrumento así como su configuración y toma de datos.
Guía del proyecto Ganancia/Ruido
Video:
Equipo de caracterizacióón de SiPM/APD
Profundización:
- P. Simon. Silicon photomultipliers in particle and nuclear physics. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2019. https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.11.042
Montaje:
Persona de contacto:
Estimación de la vida media del muón¶
Este proyecto consiste en estimar la vida media del muón usando los datos colectados por un contador Cherenkov (WCD). El WCD mide la radiación Cherenkov emitida por los muones atmosféricos que lo atarviesan y de los electronces producto del decaimiento del muón.
Recursos:
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F. Riggi et al. Muon decay: an old, yet alive experiment in the university physics curriculum. European Journal of Physics. 2016. http://doi.org/10.1088/0143-0807/37/4/045702
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M. Alarcón et al. Calibration and monitoring of water Cherenkov detectors with stopping and crossing muons. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 1999. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168900298009206
Instrumento:
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S. Haro and H. Arnaldi. The data acquisition system of the Latin American Giant Observatory (LAGO). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2016 https://doi.org/10.1016/j.nima.2016.02.101
Guía:
En el siguiente link encuentran la guía del proyecto en forma de Jupyter Notebook. Esta describe los pasos para acceder remotamente al instrumento así como su configuración y toma de datos.
Video:
Profundización:
- F. Renga. Experimental searches for muon decays beyond the Standard Model. Reviews in Physics. 2019. https://doi.org/10.1016/j.revip.2019.100029
Montaje:
Persona de contacto:
Calibración de un detector Cherenkov de agua¶
Los detectores Cherenkov (WCD) juegan un rol importante en la física de altas energías y astropartículas. Algunos experimentos que usan esta tecnología son: IceTop/IceCube, Super Kamiokande, Pierre Auger y HAWC (High-Altitude Water Cherenkov Observatory). En este proyecto los estudiantes llevarán a cabo la calibración del fotomultiplicador del WCD y su calibración de energía.
Recursos:
- B. Ratcliff and J. Schwiening. Cherenkov Counters . 2012. https://doi.org/10.1007/978-3-642-13271-1_18
Instrumento:
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S. Haro and H. Arnaldi. The data acquisition system of the Latin American Giant Observatory (LAGO). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2016 https://doi.org/10.1016/j.nima.2016.02.101
Guía:
En el siguiente link encuentran la guía del proyecto en forma de Jupyter Notebook. Esta describe los pasos para acceder remotamente al instrumento así como su configuración y toma de datos.
Video:
Profundización:
- Pierre Auger Callaboration. Studies on the response of a water-Cherenkov detector of the Pierre Auger Observatory to atmospheric muons using an RPC hodoscope. Journal of Instrumentation. 2020. https://doi.org/10.1088/1748-0221/15/09/P09002
Montaje:
Persona de contacto:
Detección de lluvias aéreas extensas¶
La detección y parametrización de lluvias aéreas extensas permite caracterizar el espectro de rayos cósmicos que impactan la Tierra. La detección indirecta de radiación cósmica de alta energía se hace mediante grandes observatorios como Pierre Auger, HAWC (High-Altitude Water Cherenkov Observatory) y LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory).
Recursos:
- P. Sommers. Extensive air showers and measurement techniques. 2004. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2004.03.009
Instrumento:
Video:
Profundización:
- R. Batista et al. Open Questions in Cosmic-Ray Research at Ultrahigh Energies. Front. Astron. Space Sci. 2019. https://doi.org/10.3389/fspas.2019.00023
Guía:
En el siguiente link encuentran la guía del proyecto en forma de Jupyter Notebook. Esta describe los pasos para acceder remotamente al instrumento así como su configuración y toma de datos.
Montaje:
Persona de contacto:
Sistemas Complejos and más¶
La brújula caótica¶
- Una brújula en un campo magnético giratorio...
- Un sistema sencillo que permite acercarse a las nociones de caos como duplicación de periodos, ... ¡a estudiar!
Recursos:
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Critical Scaling Behavior in Coupled Magnetic Oscillators. SY Kim, Int. J. Mod. Phys. B, 13, 2405 (1999)
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Simple experiments in chaotic dynamics. K. Briggs, Am. J. Phys. 55, 1083 (1987)
Persona de contacto:
Más sobre el péndulo doble¶
- Estudia a profundidad el comportamiento caótico de este sistema compuesto por dos péndulos, con el segundo colgando del extremo del primero!
Recursos:
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T. Shinbrot, C. Grebogi, J. Wisdom, and J.A. Yorke, Am J Phys 60, 491 (1992)
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Peter.H. Richter and Hans-Joachim Scholz, "Chaos in Classical Mechanics: The Double Pendulum," pp 86-97, Fachbereich Physik der Universität Bremen, D-2800 Bremen 33, Fed. Rep. of Germany.
Persona de contacto:
La pelota que rebota¶
- Una pelota parcialmente elástica que rebota en una superficie sinusoidal que vibra verticalmente hacia el caos
Recursos:
- Simple experiments in chaotic dynamics. K. Briggs, Am. J. Phys. 55, 1083 (1987)
Persona de contacto:
El oscilador de Duffing¶
Recursos:
- Simple experiments in chaotic dynamics. K. Briggs, Am. J. Phys. 55, 1083 (1987)
Persona de contacto:
Experimentando la gravedad con una manta de caucho¶
- Una experimento do-it-yourself (DIY) que te permitirá entender mejor los conceptos de relatividad general a través de analogías
- ¿Son las órbitas de los objetos en un medio elástico realmente comparables a las órbitas gravitatorias?
Recursos:
- Experience gravity in the classroom using the rubber sheet: an educational proposal from the collaboration between University and School. Adriana Postiglione e Ilaria De Angel. 2021 Phys. Educ. 56 025019. arXiv:2101.04652
Persona de contacto:
Opción libre¶
- ¿Tienes algún experimento en mente bien sea en el área de FAE o SC? Lo podemos discutir!
Dinámica de trabajo¶
- En pareja (de diferentes universidades y ciudades, mejor aún si son de diferentes países)
- Una vez que hayas decidido que proyecto quieres comunicanos el nombre de los integrantes de tu equipo y el proyecto escogido en el mattermost, canal "MI-3 Proyectos hands-on". Mattermost será nuestro canal de comunicación preferido.
- Contacta a la persona de contacto de tu proyecto para empezar (mantén en el loop a los responsables del curso!)
Calendario¶
- Semana 1 (Marzo 22-26, 2021): Eleccion de proyecto y revisión bibliográfica
- Semana 2: Semana Santa
- Semanas 3-5: Diseño del experimento + toma y análisis de datos
- Semanas 6-7: Lectura de profundizacion + preparacion de la presentación y del reporte
- Semana 8 (Mayo 10-14, 2021): Presentación + entrega del reporte