30 November 2020 to 1 December 2020
America/Sao_Paulo timezone

CosmicPampa: Detecção de Raios Cósmicos com Ferramentas Livres

Speakers

Bruno Thomazi Zanette Víctor Fernandes Gandara (Univ. Federal do Rio Grande do Sul (BR))

Description

CosmicPampa é um projeto colaborativo para construção de aparatos de detecção de raios cósmicos no Centro de Tecnologia Acadêmica (CTA) do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (IF-UFRGS) empregando software e hardware livres.
Raios cósmicos são núcleos de elementos que se movem pelo espaço a velocidades próximas a velocidade da luz. Esses núcleos podem nos informar sobre diferentes partes do cosmos, pois alguns deles vêm em direção a terra. Quando eles interagem com a atmosfera ocorrem sucessivas reações de decaimento em sub-partículas e radiação eletromagnética. O conjunto de reações de um raio cósmico inicial é conhecido como chuveiro atmosférico[1]. Quando o múon, um dos subprodutos do chuveiro, passa por um meio em que a velocidade da luz do meio é menor do que a velocidade da partícula ocorre o Efeito Cherenkov[2], gerando luz de baixíssima intensidade que pode ser medida usando um tubo fotomultiplicador (PMT).
Em nosso aparato usaremos água como meio para que o efeito Cherenkov ocorra e ela será armazenada em um tanque em nosso primeiro protótipo. Este detector será composto por: sensores diversos, um abrigo metálico para proteger o sensor de luz da luminosidade externa, uma fonte de alta tensão, eletrônica para melhor perceptibilidade do sinal de luz e um centro de armazenamento e disponibilização de dados. Nós projetamos e construímos o tanque de água, o abrigo metálico e um suporte para a PMT ficar estável dentro do aparato, procedendo com a caracterização do sinal da PMT. Com a interrupção do trabalho presencial, houve a reformulação do desenvolvimento do projeto, criando-se quatro áreas possíveis de serem continuadas remotamente: CPDataHub, CPDigi, CPDigiFirmware, CPAmp. O CPDataHub se refere à manutenção e à construção do servidor onde os dados serão armazenados tanto quanto o frontend de apresentação dos dados já processados, além do protocolo de troca de informações entre placa e banco de dados, chamado MQTT. O CPAmp remete à construção do sistema eletrônico junto do Setor de Eletrônica do Instituto de Física para amplificação e sustentação do sinal da PMT, aliado ao desenvolvimento de uma fonte de alta tensão para a PMT. CPDigi é o circuito digital de interface do CPAmp e demais sensores, utilizando a placa microcontroladora NodeMCU. Finalmente, o CPDigiFirmware é o Firmware do CPDigi que incumbe a estruturação do envio de dados para o servidor web.
O projeto utiliza softwares e hardwares livres em todas as suas frentes visando maior reprodutibilidade, incentivada ainda mais por ter seu desenvolvimento documentado e versionado no site Git do CTA. Como conclusão desse projeto, temos a meta de ter uma primeira versão do detector em operação em 2021.

[1] “What Are Cosmic Rays?”: https://www.space.com/32644-cosmic-rays.html
[2] “An Introduction to Cherenkov Radiation”: http://large.stanford.edu/courses/2014/ph241/alaeian2/

Palavras-chave

Raios Cósmico; Software/Hardware livre

Primary authors

Bruno Thomazi Zanette Víctor Fernandes Gandara (Univ. Federal do Rio Grande do Sul (BR))

Co-authors

Rafael Pezzi (Univ. Federal do Rio Grande do Sul (BR)) Gustavo Gil Da Silveira (Universidade do Estado do Rio de Janeiro (BR))

Presentation materials