Calma Station and a new data acquisition system for Neutron Monitors

Abstract

Este trabajo de tesis recopila las actividades de investigación llevadas a cabo por el doctorando en el ámbito de la detección de rayos cósmicos con monitores de neutrones, siendo los resultados más relevantes el diseño, construcción y puesta en marcha del Monitor de Neutrones de Castilla-La Mancha (CaLMa), y de un sistema de adquisición de datos para monitores de neutrones basado en la combinación de dispositivos de lógica programable de tipo FPGA con sistemas empotrados con Linux. Los monitores de neutrones son detectores terrestres diseñados para medir partículas de alta energía que llegan a la atmósfera terrestre principalmente desde el exterior del Sistema Solar. Desde su concepción inicial por el profesor A. Simpson, en la Universidad de Chicago en 1948, han sufrido diferentes actualizaciones, no en su concepción básica sino en las nuevas tecnologías disponibles para su construcción, distribución y análisis de sus datos. La combinación de tecnologías de bases de datos y la red Internet ha permitido unificar y centralizar los datos proporcionados por muchas estaciones de todo el planeta en la denominada Base de Datos de Monitores de Neutrones (NMDB). Este proyecto ha abierto un nuevo camino en la investigación de la Física Solar, Partículas Energéticas e Interacción Tierra-Sol y Rayos Cósmicos. El nuevo Monitor de Neutrones de Castilla-La Mancha, CaLMa. es un monitor de neutrones tipo NM64 ubicado en Guadalajara (España), 40º 38’ 32.2’’ N, 3º 9’ 44.4’’ W a 708 m sobre el nivel del mar, y tiene una rigidez de corte vertical calculada de 6.95 GV. Esta estación está integrada en la base de datos de monitores de neutrones y proporciona datos en tiempo real de 1 minuto de alta resolución, disponibles al público a través de los canales de distribución de la NMDB. Junto con el monitor de neutrones CaLMa, también se ha diseñado un nuevo sistema de adquisición de datos desde cero para abordar problemas de obsolescencia y proporcionar nuevas funciones mediante la aplicación de tecnologías basadas en FPGA. Este nuevo sistema ya ha estado funcionando en otras estaciones, por lo que también se ha proporcionado un análisis comparativo de los datos de los sistemas de adquisiciones antiguos y nuevos. Esto nos ha permitido análisis de validación para el nuevo sistema.