Crean un novedoso detector de partículas colisionador de iones y electrones

EE.UU. El Pre-shower, el detector desarrollado está diseñado para integrar los detectores utilizados en el colisionador de iones y electrones.

Ideado por los investigadores del Departamento de Física William Brooks y Sergey Kuleshov, este proyecto, que utiliza los últimos avances en materia de cristales destellantes y fotomultiplicadores de silicio, fue diseñado para diferenciar electrones, fotones de alta energía y pares de fotones provenientes del decaimiento de piones neutrales de alta energía generados en experimentos de física, tales como “Deeply Virtual Compton Scattering” o DVCS.

Según detalla Esteban Zambrano, investigador del Departamento de Física y del CCTVal, el desarrollo del Pre-shower contempló tres etapas principales. “La primera fue el estudio de los cristales en sí, donde se buscaba medir ciertos parámetros relativos a la propagación y atenuación de la luz en su interior, para así seleccionar la estrategia de medición más adecuada”.

“La segunda etapa fue el diseño del detector y su posterior ensamblado, llevado a cabo con piezas fabricadas íntegramente en las dependencias de SiLab, mientras que la tercera, que se encuentra en pleno desarrollo, corresponde a las pruebas y mediciones de su funcionamiento”, añade.

El detector está formado por una matriz de cristales destellantes aislados ópticamente entre sí. Cuando una partícula atraviesa el detector, interactúa con estos generando una lluvia electromagnética en su interior, la que ioniza los cristales y genera una cantidad de luz proporcional a la energía que la lluvia depositó en cada uno de ellos.

“Esta luz es recogida y guiada a través de fibra óptica a los fotomultiplicadores o MPPC’s situados en los costados del detector, permitiendo transformar los fotones –o partículas de luz– en una señal eléctrica para su posterior medición. Al analizar la cantidad de luz obtenida en cada fotomultiplicador es posible reconocer el punto de incidencia de la partícula inicial”, detalla Zambrano.

Más allá del área de física experimental, una de las aplicaciones que puede tener este tipo de tecnologías es el desarrollo de equipos para tomografías por emisión de positrones o PET por sus siglas en inglés. Esta herramienta está orientada a la generación de imágenes de los órganos del cuerpo humano por medio de la detección de radiofármacos suministrados por vía intravenosa y utiliza un método de detección muy similar al de Pre-shower.

En el desarrollo de este proyecto, el primero de su tipo en nuestro país también colaboran investigadores, estudiantes y profesionales de las áreas de física, electrónica y software pertenecientes a CCTVal, entre ellos, Hayk Hakobyan, Juan Pavez, Alam Toro, Francisco Martínez, Elías Rozas y Sebastián Cepeda, entre otros.

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