Planeación, diseño, construcción y caracterización de un sistema de detección y trazado de rayos cósmicos

Abstract

La radiación cósmica consiste de partículas de altas energías cuyo origen se encuentra más allá de la Tierra; su origen exacto no es muy conocido debido a que las trayectorias de los rayos cósmicos no son en linea recta, puesto que las partículas de radiación cósmica normalmente se encuentran cargadas eléctricamente e interactúan con los campos electromagnéticos del medio interestelar. Mediante el estudio de dicha radiación sabemos un poco más sobre el cosmos debido a que es una forma revolucionaria de observarlo. Para contribuir a estos estudios, planeamos, diseñamos, construimos y caracterizamos un prototipo original para detectar rayos cósmicos y trazar sus trayectorias. Está construido a base de tubos Geiger-Müller hechos de latón de 10 cm de longitud y 1/2 in de diámetro, en su interior a lo largo de su eje tienen una fibra de Tungsteno recubierto de oro en la que aplicamos alto voltaje para generar cascadas de ionización. Consta de 6 tubos apilados formando un triángulo de Pascal para mapear la incidencia de rayos cósmicos reconstruyendo las trayectorias con la información obtenida en cada tubo. Funciona con voltajes cercanos a 1600 V presentando señales de 50 a 200 mV. También desarrollamos un algoritmo para medir los ángulos de incidencia de los rayos cósmicos usando los tiempos de detección y la geometría del dispositivo. Presentamos detalles técnicos de la planeación, el diseño, la construcción, la caracterización, y resultados físicos preliminares de la operación de este detector.