[fep] MicroSul - Descricao
- From: Leonardo Motta <lmotta@xxxxxxxxxxxxxxxxxx>
- To: fep@xxxxxxxxxxxxx
- Date: Tue, 9 Sep 2003 22:35:53 -0300
Este projeto consiste em construir e operar um detector de raios cosmicos em
solo.
Raios cosmicos remontam a propria origem do IF-USP (e portanto, da Fisica no
Brasil). Foi estudando rarios cosmicos, p.e.g. que Cesar Lattes descobriu o
pion. Raios cosmicos sao particulas altamente energeticas que bombardeiam a
Terra a todo instante. O detector conta muons (da familia do eletron) de alta
energia (cerca de 4 GeV por particula) e tem o objetivo de determinar o
angulo de incidencia no plano dos detectores, isso pois nao se conhece a
origem desses raios (ateh hoje) e como sao muito energeticos soh devem ser
criados em situacoes muito extremas (p. e.g. numa nova). Por isso devem ser
oriundos de fonte pontuais. Porem, parece que aqui na Terra essa radiacao eh
isotropica.
Um pouco mais sobre isso: http://fsc.ufsc.br/~canzian/rcosmicos/index.html
Voces podem ver tambem no site da Estacao Ciencia
www.eciencia.usp.br > Exposicao > Fis. Nuclear > Raios Cosmicos
texto de quem trabalhou com o detector didatico... observem quem diagramou.
Nao esquecam de mandar comentarios :DD
Objetivos sucintos do projeto :
1. Estudar a eletronica deste detector (familiarizar então com o
funcionamento de detectores de particulas).
2. Estudar raios cosmicos (se houver tempo).
O projeto consistiria da construcao dos detectores (as canaletas). O
equipamento inteiro consiste em 3 detectores "empilhados". Os dados sao
enviados para um circuito que exige coincidencia nos planos (i.e., que o
sinal tenha ocorrido nos tres planos, e nao apenas em um), filtrando assim
muito do ruido de contagens espurias. O circuito entao e' ligado a um
computador e um programa em C grava os resultados. Outros programas fazem a
analise. Todos os codigos-fonte estao disponiveis.
Estando o detector em operacao, e' interessante fazer a medida da curva do
numero de contagens pela voltagem aplicada aos detectores, pois verifica-se
que ha' uma regiao melhor para a operacao do detector. E' assim tambem que
funciona um contador Geiger. Com isso obtem-se a condicao de boa operacao do
equipamento, garantindo que a maior parte das contagens sao realmente raios
cosmicos. Surge aqui tambem uma boa pergunta para um aprofundamento da
eletronica do equipamento: porque ha' essa regiao especifica - i.e., o que
essa faixa de voltagem tem de especial em relacao as demais? E' possivel
responder essa pergunta ao analisar a arquitetura do detector.
Um proximo passo (se houver tempo) seria fazer as medidas propriamente ditas
da distribuicao angular de raios cosmicos. Ha' dados suficientes para isso
depois de cerca de 1 semana do detector funcionando. Com isso pode-se
verificar, dentro do limite de eficiencia do detector, se realmente os raios
cosmicos detectados na Terra sao isotropicos, ou apresentam alguma
anisotropia (i.e., vem mais de uma direcao especifica e portanto teriam uma
fonte localizada).
Ha' um detector completo funcionando normalmente ja' montado, no IF-USP. Dois
professores envolvidos no projeto do detector MicroSul (nao o didatico) se
disponibilizaram a ajudar em tudo, o Prof. Manoel Tiago e Ernst W. Hamburger.
Sobre jah tentarem fazer esse experimento, o Prof. Carlin esclareceu a
respeito da tentativa anterior, que nao e' o que se pretende fazer aqui. Esse
equipamento e' uma versao pequena do grande detector MicroSul que esta' no
IAG-USP na Agua Funda.
Creio que o projeto eh interessante pois envolve uma fisica muito
interessante: dos constituintes da materia. O muon (que e' detectado no
aparelho) e' uma particula que pertence a mesma "familia" (grupo) de
particulas que o eletron, os "leptons". A diferenca do muon em relacao ao
eletron eh apenas a massa. Alem de envolver uma fisica da qual muita teoria
pode ser apreendida para a compreensao do que esta' se detectando, o fato de
que o projeto sera' construido por nos desde o inicio e que toda parte do
equipamento fica entao "exposta" permite nterferir e compreender todos os
niveis de um detector - desde o processo que ocorre no interior da canaleta
onde o muon interage ateh a interface computacional de aquisicao de dados e
analise -- Nao existe nenhuma "caixa preta".
Mais questoes interessantes a respeito desde equipamento sao: o angulo de
eficiencia e a presenca de ruido. A respeito dessa ultima, como a Desiree
levantou em sala, ha' a possibilidade de fazer uma estimativa da eficiencia
do detector, usando conceitos da mecanica estatistica (Fis. II) acrescidos ai
da presenca do campo eletrico no gas.
Uma questao teorica bem interessante e': foi dito que o detector conta muons.
Mas isso nao foi demonstrado.
Sucintamente, eh tudo. No caso do projeto ser escolhido, o Prof. Hamburger
fara' uma breve exposicao de mais detalhes tecnicos. Ou mesmo os interessados
podem logo ir mandando perguntas por email e a medida do que eu souber, vou
respondendo :)
[]'s
-Leonardo
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