Montaje de telescopio de muones para calibración de un detector de rayos cósmicos

Abstract

El objetivo de este proyecto es estudiar la viabilidad de realizar un pequeño telescopio de muones (que será bautizado como BEACONS -Beam Cosmic Muon Selector-) el cual se quiere utilizar para la calibración de los detectores MITO (Muon Impact-Tracer Observer). Para alcanzar esta meta, previamente se realizó un estudio sobre los rayos cósmicos, naturaleza de los muones, funcionamiento y configuración de un fotomultiplicador (PMT, Photomultiplier tube) y funcionamiento de un cristal centellador. Posteriormente, se procedió a la puesta en funcionamiento de unos detectores que ya estaban montados en el laboratorio. Estos detectores son los “alemanes” y el ponerlos en funcionamiento, y realizar medidas con ellos, ayudó a adquirir destreza con los módulos de instrumentación nuclear. La mayor parte de estos módulos fueron necesarios en las pruebas realizadas con el telescopio de muones. La última parte del proyecto se centró en el montaje y puesta en funcionamiento del detector BEACONS el cual permitirá la calibración de los detectores de 1m2 (Los detectores MITO mencionados anteriormente) usados en el proyecto ORCA (Observatorio de rayos cósmicos antártico). Con el uso de estos detectores se pretende saber en que parte del cristal centellador ha impactado el muón, pero para poder obtener esos datos el detector debe ser calibrado. BEACONS tiene una superficie de detección pequeña y es muy directivo, por lo tanto es idóneo para determinar en que zona del cristal grande ha pasado el muón y así ayudar a la calibración de este detector. Las pruebas realizadas para verificar el correcto funcionamiento de BEACONS fue ver si era posible obtener un espectro valido con dicho detector. Analizando los datos obtenidos se ha constado que las mediciones son las esperadas y el espectro corresponde realmente a la medición de muones, por lo tanto el dispositivo puede ser utilizado con el fin para el que fue diseñado. Este trabajo de fin de grado ha sido parcialmente financiado a través del proyecto Observatorio de Rayos Cósmicos Antártico con código CTM2016-77325-C2-1-P.

The aim of the project is to make a muon telescope (called BEACONS -Beam Cosmic Muon Selector-) to calibrate MITO detectors. Prebiusly I did a study about the cosmic rays, the nature of muons, how a photo-multiplier work and how a scintillator work, to reach this goal. Afterwards, as a first contact point with muon detectors and NIM instrumentation, I worked with the “alemanes” detectors. These detectors were assembled by other people, I used it to understand how to obtain a spectrum. With this tests, I achieved the necessary skill to make the muon telescope. The last part of the project was focused on the assembly, and start-up, of BEACONS. BECONS is very directive and has a small detection surface. These characteristics are necessary to calibrate the MITOS detectors because using BEACONS over the MITO detector we can determinate the impact point of the muon. The tests to verify the correct work of BEACONS consisted in to obtain a correct specter with the telescope. When the data obtained was analyzed i saw that the specter was correct, so the muon telescope can be use to calibrate the MITOS detectors. This work has been partially oupported by the project Observatorio de Rayos Cósmicos Antártico with reference CTM2016-77325-C2-1-P.