Arnulfo Zepeda 31/10/2010

Transcripción

1 Arnulfo Zepeda 31/10/2010

2 INTERESES Física BeyondtheStandard Model medible. Proyecto sometido al Conacytcon Abdel, Omar y colegas de otras instituciones Señales y su análisis de rayos cósmicos: Pierre Auger. Rayos gammas de la más alta energía: HAWC Proyectos educativos que involucren rayos cósmicos: MELTA Proyectos de movilidad de beneficio para la comunidad en México de altas energías financiados por la Unión Europea: HELEN, EPLANET Aplicaciones de aceleradores al tratamiento del cáncer: Hadroterapia.

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4 Cuestiones que el Observatorio Pierre Auger está analizando Espectro. Masa predominante. Núcleos ligeros o pesados? Fotones? Neutrinos? Anisotropía. Correlación con objetos astrofísicos?

5 Cosmic ray flux Energy

6 At the highest energies, only few cosmic rays arrive per km 2 per century! to see some, a huge detector is required THE PIERRE AUGER OBSERVATORY 1600 detectors over 3000 km 2 (triangular grid with sides of 1.5km) and 24 telescopes

7 surface detector

8 19 de agostode tanks running (for 92 tanks down) with an average uptime of 98.9% 100 0

9 Pampa Amarilla msnm A. Zepeda

10 A. Zepeda

11 HYBRID DESIGN Surface Detectors: statistical power to detect showers on the ground Fluorescence Detectors: view of the shower development energy cross-calibration angular resolution SCIENTIFIC OBJETIVES: Spectrum: CR flux for E > Ev Composition: light or heavy nuclei, photons, neutrinos, others? Arrival directions: search for anisotropies (sources) Study of interactions at energies unreachable at accelerators

12 The Pierre Auger Collaboration Czech Republic France Germany Italy Netherlands Poland Portugal Slovenia Spain United Kingdom Argentina Australia Brasil Bolivia* Mexico USA Vietnam* CINVESTAV Michoacan Puebla UNAM *Associate Countries ~300 PhD scientists from ~70 Institutions and 17 countries Aim: To measure properties of UHECR with unprecedented statistics and precision

13 What is the Greisen-Zatsepin-Kuzmin effect? (1967) AT THE HIGHEST ENERGIES PROTONS LOOSE ENERGY BY INTERACTIONS WITH THE COSMIC MICROWAVE BACKGROUND pion photoproduction is possible PROTONS WITH E > 6x10 19 ev SHOULD NOT ARRIVE FROM D > 200 Mpc

14 γ + p + π + p (1236 ) + n + π GZK limit (particle horizon) UHECR Cosmic microwave radiation bkgnd (2.728 K 300 GHz) 0 LAWHEP II -- Dec

15 PROCESSES ON THE CMBR Nucleus + γ (MBR) N1 + N2 + p s+n s+π s lt losses about 2 nucleons per Mpc For E 10 EeV only protons should be considered Protons If E 0.5 EeV p + γ p + e + + e - If E 50 EeV = 0.5 x ev p+γ { GZK cut off Greisen Zatsepin - Kuz min (1966) n s, π+ s ν s π 2γ γ + γ e+e- E γ < ev

16 Exposure Since Mérida, the Auger exposure has doubled 2 years of full aperture 100 EeV 10 EeV Now nearly ten times the AGASA exposure. Suomijarvi HE 0353 Sommers 16 Lodz

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24 The Fluorescence Detector Los Leones

25 The Fluorescence Detector 3.4 meter diameter segmented mirror 440 pixel camera Aperture stop and optical filter

26 20 May 2007 E ~ ev

27 High Altitude Water Cherenkov (HAWC)

28 level Jordan Goodman HAWC Design April 2008

29 Es un detector de rayos gamma que está siendo construido en Sierra Negra, Puebla. Su propósito es medir las regiones de la Galaxia con mayor flujo de rayos gamma (y cósmicos).

30 La colaboración HAWC HAWC-MX INAOE IA-UNAM IF-UNAM BUAP IGEO-UNAM ICN-UNAM UGTO CINVESTAV UMSNH IPN I HAWC-US Maryland University U. California, Irvine U. California, Santa Cruz Michigan StateUniversity George Mason Univ. Los Alamos National Lab. U. New Hampshire Penn. State University Universityof Utah Universityof New Mexico NASA/GSFC

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33 Consisten en tanques de 7.3m de diámetro y 5 m de altura. Están hechos de acero corrugado comercial. Cada uno de los 300 tanques contará con 3 tubos fotomultiplicador.

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37 Red Metropolitana de Detectores de Chubascos Atmosféricos MEGAPROYECTOS Arnulfo Zepeda y Ricardo López Departamento de Física Cinvestav 30 de junio 2010

38 Objetivo: Prototipo para una Red Nacional de Detectores de Chubascos Atmosféricos Un proyecto que involucra a estudiantes y profesores de nivel medio superior en un proyecto de nivel internacional en la excitante experiencia de la investigación científica. MExican Large area Time coincidence Array MEGAPROYECTOS

39 Objetivos: Objetivo General Involucrar a estudiantes y profesores de nivel medio superior en la búsqueda de fenómenos asociados a los rayos cósmicos ultra energéticos mediante el análisis de datos registrados en los detectores instalados en su escuela. Objetivos Específicos Generar un interés científico genuino entre los estudiantes y profesores del nivel medio superior, involucrarlos en el quehacer científico, e iniciar en México la creación de una red gigantesca de detectores de rayos cósmicos sincronizados. Construir 10 estaciones de detección. Realizar la adquisición y análisis de datos. Crear un programa permanente de difusión de los resultados obtenidos. Resultados esperados Integrar profesores y estudiantes a un proyecto científico incrementando así el nivel académico en las escuelas de nivel medio superior. Fomentar el interés en los jóvenes por cursar carreras científicas y tecnológicas e incrementar la matrícula en las carreras de ciencias e ingenierías MEGAPROYECTOS

40 Desglose Financiero Cantidad Descripción Costo (pesos) 10 Estaciones detectoras 1,750, Gastos de reparación y mantenimiento 150, Gastos de instalación 100,000 5 Talleres de transferencia del conocimiento 100,000 TOTAL 2,100,000 MEGAPROYECTOS

41 Un triplete de detectores indican de manera local la llegada de un chubasco atmosférico A B 3 1 MEGAPROYECTOS

42 La manipulación de señales provenientes de fotomultiplicadores es ya un procedimiento estándar que resulta pedagógicamente muy atractivo. Implica calibración, amplificación, discriminación y sincronización. Tanto los detectores como la electrónica y los programas existen en versiones semi-comerciales MEGAPROYECTOS

43 PARTICIPANTES DE DISTRITO FEDERAL Ricardo López (Cinvestav) Luis Manuel Montaño (Cinvestav) Gabriel López Castro (Cinvestav) Rene Luna (IPN) Jesús Martínez (IPN) Rodrigo Pelayo (IPN) Más muchos colaboradores externos en universidades estatales y en el extranjero MEGAPROYECTOS

44 Participantes externos Universidad de Guanajuato Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Centro de Bachillerato Tecnológico y de Servicios No 225 Universidad Autónoma de Sinaloa Universidad Michoacana de San Nicolás Hidalgo Universidad de Nebraska (Estados Unidos) Universidad de Alberta (Canadá) MEGAPROYECTOS

45 ALFA PROGRAMME CONFERENCE 'BEST PRACTICES & RESULTS OF ALFA PROJECTS THE FUTURE OF EU-LA COOPERATION IN HIGHER EDUCATION' Mexico City, 21st 22nd May 2007 Program started on August 1st, 2005 L.Maiani, V. Riquer and A. Zepeda

46 Grants first year, first call Latin America Argentina Brazill Chile Colombia Cuba Mexico Peru Venezuela CERN DESY France Italia Portugal Spain Europe

47 HADROTERAPIA